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计及天气影响的风电接入系统运行风险评估
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毕业论文范文题目:
计及天气影响的风电接入系统运行风险评估
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计及天气影响的风电接入系统运行风险评估
计及天气影响的风电接入系统运行风险评估毕业论文范文介绍开始:
计及天气影响的风电接入系统运行风险评估,硕士学位论文,共87页。
摘要:近年来,几起大停电事故引发社会对电力系统安全运行的高度关注,如何评估系统运行中面临的各种外部环境及内部参数等因素对系统风险的影响,对电网风险防御具有重要意义。随着全球气候的变化,极端气象事件频发,恶劣天气易导致杆塔倒塌、线路断线、短路等问题从而诱发系统事故。随着我国大规模风电的开发与应用,风电的波动性给风电接入带来了一系列的难题,加剧了系统风险隐患。因此,本文研究天气条件以及大规模风电波动对系统运行风险的影响。
首先,建立了反映电力系统实时运行条件和外部环境的元件综合停运模型。在发电侧建立发电机时变停运模型,在输电侧建立输电线天气相依和过负荷保护的综合时变停运模型。采用两状态天气模型描述线路故障率的天气相依性。建立直流潮流最优负荷削减模型进行事故模拟及分析。从系统级和元件级两个层面计算风险指标。
其次,进行风电场出力特性分析与建模。对华北电网及美国多个风电场的海量监测数据,釆用多时空尺度数据挖掘技术,对风电的随机性、波动性和相关性展 详细的统计分析。统计发现风电功率波动与时间和风速具有相关特征,据此提出了风电功率的条件波动指标,确定其联合条件概率分布,从而根据不同的实时运行条件进行波动值随机抽样。基于条件波动指标建立了风电场出力的波动模型,该模型从功率波动角度反映了风电功率未来可能偏离预测值的程度。
随后,提出了风电功率波动风险指标,从系统侧评估风电场功率波动对运行风险的贡献程度。风电功率波动风险是在考虑发电机组和输电线路的随机停运的系统状态下,由于风电功率波动偏离计划值后常规机组爬坡能力不足造成的弃风或失负荷风险。风电功率的正向波动会带来弃风风险,风电功率的负向波动会带来失负荷风险,风险值的大小与风电功率波动值、常规机组爬坡率和出力边界有关。该指标为运行人员平衡风场接入的风险与收益,制定调度计划具有重要意义。
最后,采用RTS系统和山东威海电网算例对上述模型进行验证,结果表明恶劣天气会加剧系统风险水平。受网络约束的影响,不同元件即使处于相同的天气状况其风险值也不同。风电功率正向波动给系统带来弃风风险,风电功率负向波动给系统带来失负荷风险。通过分析机组进行再调度和按计划出力两种情况下的风电功率波动风险的异同,对运行人员依据风险预测值更新发电计划、平衡系统风险与收益以及提高电网运行的经济性与安全性具有重要意义。
关键词:风险评估;风电功率;条件波动;波动风险;天气条件
第一章绪论
1.1研究背景及意义
近20年来,世界上发生了多次大规模的停电事故。2003年8月,美国东部8个州及加拿大的安大略省发生大面积停电,损失负荷达61.8GW,5000万用户受停电影响⑴。2006年11月,西欧8个国家发生了欧洲30年来最严重的停电事故,损失负荷达16.72GW,约1500万用户受到影响[2]。2008年1月,中国南方多个省份遭受了 50年一遇的特大冰雪灾害,大面积持续低温、降雪和冻雨等恶劣天气使架空线等设备因覆冰过重而严重受损,南方电网超过12万座杆塔倒塌,76O0多条线路断线,859座变电站停电,造成了巨大的经济损失和社会损失。2012年,印度7月30、31日发生南亚十几年来最严重的停电事故,事故覆盖一半以上的印度国土,超6亿用户受到影响。电力系统事故已不再是单一的稳定性破坏的结果,而是在故障持续过程中电网发生大范围负荷转移、发输电设备和线路过负荷、低电压跳闸、电网解列等多种现象的共同演化。如何提高电力系统防御风险的能力引起了电力领域专家学者们的广泛关注,薛禹胜院士指出要综合防御高风险的小概率事件。
我国电力系统发展呈现特高压、远距离互联的趋势,电网规模和复杂程度日益提高。伴随着我国西电东送以及大区联网、全国联网战略的实施,我国将会成为世界上规模最大的电网之一【3]。然而与发达国家相比我国电网结构相对薄弱、电气主设备和线路的故障率较高、某些地区电源供应紧张,应对突发事件的运行备用不足。电网规模的扩大和输电线路长度的增加,使得输电线路不可避免的经过一些地形和气象等条件复杂的区域,容易受到恶劣天气甚至是极端天气的影响。除了外部的天气条件,电力系统还面临内部运行条件和参数的影响,如何考虑在电网运行时面对的真实环境和电气参数,对电网进行实时的短时间尺度风险评估已引起各界的广泛关注。电力系统的安全评估分为确定性评估、可靠性评估、风险评估和运行风险评估,确定性安全评估作为固定模块已广泛应用到EMS中,该方法使用故障集来校验系统的安全水平,但是确定性的事故集不能描述电力系统面临的各种不确定性因素;
......
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计及天气影响的风电接入系统运行风险评估
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