基于改进风速预测模型的风电并网可靠性分析

【摘要】：随着环境污染严重,资源的不合理利用,人们开始寻找清洁、无污染、可再生的资源,所以风能资源的开发提上了日程。因为风能自身的优点,风能资源不断被开发利用,风电场的建设不断增加,风力发电的优点就是风能在转换为电能的过程中不会产生污染,这对环境的压力相对较小。但是因为风速是随机、波动的,影响风力发电机的输出功率。当风电场在电网中所占比例少时,那么对电网的影响相对小。但是随着风电场的发展和建设,它对电网的影响不断加大。这就需要对风电场可靠性进行分析,分析其对电网安全稳定性和可靠性的影响。本文主要研究的就是风电场并入电网的可靠性分析。主要工作如下:(1)对可靠性分析的基本知识进行概述。介绍了其主要应用的指标、流程、方法和模型。(2)介绍风电并网可靠性分析模型并根据风速的随机性、波动性的缺点给出了既可以使风速数据近似平稳,又减小了误差的改进的风速预测模型并进行风速预测,通过对比发现改进的风速预测模型比未改进的风速预测模型更准确,更接近于实际值。预测的风速正确而且稳定。(3)根据序贯蒙特卡罗法建立风电并网可靠性分析模型并计算可靠性分析指标,通过MATLAB编程算出风速预测模型,风力发电机的功率输出特性,负荷模型和发电机模型结果,可以得出风电场和常规发电机的输出状态和每个状态对应的概率以及负荷的时间序列。选择电力不足时间概率LOLP、期望缺供电量EENS和缺电时间期望LOLE作为可靠性的评价标准,进行可靠性指标的计算,并通过数据分析对照发现风电机组台数对可靠性指标影响。 【关键词】：风速预测模型 风电并网可靠性分析 灰色GM(1 1)模型 Box-Cox变换
【学位授予单位】：山东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM614
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 论文的背景和研究意义8-10
• 1.2 论文研究国内外发展现状10-12
• 1.2.1 电力系统可靠性分析国内外研究现状10
• 1.2.2 风电并网可靠性分析国内外研究现状10-12
• 1.3 本论文的主要研究内容12-13
• 第二章 可靠性分析简介13-23
• 2.1 可靠性分析指标13-16
• 2.1.1 发电系统可靠性分析指标14
• 2.1.2 发输电系统可靠性分析指标14-15
• 2.1.3 配电系统可靠性分析指标15-16
• 2.2 可靠性分析流程16-17
• 2.3 可靠性分析方法17-20
• 2.4 可靠性分析模型20-22
• 2.4.1 停运模型20-21
• 2.4.2 负荷曲线模型21-22
• 2.4.3 故障分析模型22
• 2.5 本章小结22-23
• 第三章 风电并网可靠性分析模型23-38
• 3.1 风力发电机原理23-27
• 3.1.1 风力发电机工作原理及组成23-24
• 3.1.2 风力发电机组的运行方式24-25
• 3.1.3 风电场与电网的连接方式25-27
• 3.2 风速预测模型27-32
• 3.2.1 风速描述方法及特性指标28-31
• 3.2.2 单风电场风速预测模型31
• 3.2.3 多风电场风速预测模型31-32
• 3.3 改进的风速预测模型32-35
• 3.3.1 灰色GM(1，1)模型32-33
• 3.3.2 BOX-COX变换33-34
• 3.3.3 自回归滑动平均模型(ARMA)34-35
• 3.4 风力发电机组输出功率模型35-36
• 3.5 常规发电机组模型36-37
• 3.6 本章小结37-38
• 第四章 风电并网可靠性分析算例38-55
• 4.1 IEEE-RTS系统简介39-40
• 4.2 风电并网可靠性分析基本流程40-41
• 4.3 风速预测及分析41-45
• 4.4 风力发电机组输出功率计算45-47
• 4.5 负荷分析及计算47-50
• 4.6 常规发电机组功率计算50-51
• 4.7 可靠性指标计算及分析51-54
• 4.8 本章小结54-55
• 第五章 总结与展望55-57
• 5.1 全文总结55-56
• 5.2 研究工作展望56-57
• 参考文献57-60
• 致谢60

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