超短期风电功率预测及风电并网暂态切机控制研究

【摘要】：随着风电装机容量的迅猛增长,由于风电的高度波动性和随机性,大规模风电并网已成为制约中国风电发展的最大瓶颈。对风电场输出功率进行准确的超短期预测可以为实时调整电网调度计划、安排备用容量提供依据,有利于提高系统的安全稳定和经济运行。同时,大规模风电基地接入比例增加,也对电力系统的暂态安全稳定性造成了影响,使电力系统在严重故障下的紧急控制必须考虑风电机组的影响,制定相应的紧急控制方案。本文通过研究风电功率预测和风电并网暂态切机控制的相关文献,主要进行了以下几个方面的研究： 1、介绍了风电功率预测的主要方法及国内外研究现状,结合实际风场历史风能数据和数值天气预报信息,对SCADA数据进行补充修正,分析影响风申.机组输出功率的各项因素,并利用模糊C-均值聚类算法进行了相似日聚类。 2、对大规模风电并网的暂态稳定性研究进行了综述,介绍了不同风电并网输送通道的特点和PSASP风机仿真模型,最后给出了东北某区域算例电网的参数和风电并网消纳存在的问题。 3、提出了一种基于在线序贯极限学习机(OS-ELM)的超短期风电功率预测方法。利用OS-ELM学习速度快、泛化能力强的优点,将批处理和逐次迭代相结合,不断更新训练数据和网络结构,实现了对数值天气预报风速的快速实时修正和风机输出功率的快速预测。 4、构造了基于计算机自助法(Bootstrap)的多ELM误差评估网络,产生Bootstrap样本,通过修正偏差后的百分位数Bootstrap(BCPB)法给出了风电预测功率的置信区间评估。 5、分析了双馈风机的运行特性,采用PSASP对算例系统进行了暂态稳定校验以及严重故障下的风火电联合切机控制方案的仿真。结果表明系统存在最优的风火比例切机方案 【关键词】：风电预测 风速修正 极限学习机 Bootstrap方法 暂态稳定分析 暂态切机控制
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM614
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目录8--1
• 第一章 绪论-1-11
• 1.1 论文研究背景-1-69
• 1.2 短期风电功率预测研究意义0-4
• 1.2.1 世界风电发展现状0-2
• 1.2.2 我国风电产业发展现状2-3
• 1.2.3 风电预测研究目的和意义3-4
• 1.3 风电功率预测研究方法与现状4-8
• 1.3.1 风电发电功率短期预测方法4-6
• 1.3.2 国内外研究现状与发展6-7
• 1.3.3 风电短期预测算法研究现状7-8
• 1.4 风电并网暂态稳定分析8-9
• 1.5 本文研究的主要内容9-11
• 第二章 算例系统介绍分析11-23
• 2.1 影响风电输出功率因素分析11-12
• 2.2 算例风电场数据预处理12-15
• 2.2.1 数据修正13
• 2.2.2 主要影响因素的识别13-14
• 2.2.3 相似日聚类14-15
• 2.3 并网系统简介15-23
• 2.3.1 风电并网输送通道分类15-18
• 2.3.2 风机仿真模型介绍18-19
• 2.3.3 算例简介19-23
• 第三章 基于OS-ELM的超短期风电功率预测模型23-35
• 3.1 OS-ELM算法23-26
• 3.1.1 极限学习机(ELM)算法原理23-24
• 3.1.2 OS-ELM算法原理24-26
• 3.1.3 基于OS-ELM的预测模型框架26
• 3.2 数值天气预报NWP风速修正26-28
• 3.3 基于双OS-ELM的风功率预测模型28-30
• 3.3.1 风功率预测网络28-29
• 3.3.2 双OS-ELM预测网络29-30
• 3.4 算例研究30-35
• 3.4.1 数据更新周期分析30-31
• 3.4.2 风速修正效果分析31-32
• 3.4.3 算法鲁棒性研究32-35
• 第四章 基于Bootstrap法的多ELM网络置信区间评估35-43
• 4.1 计算机自助法(Bootstarp)研究现状35-36
• 4.2 Bootstrap方法的基本思想36-37
• 4.3 基于Bootstrap法的风电功率置信区间预测模型37-41
• 4.3.1 数据结构37-38
• 4.3.2 误差评估38-40
• 4.3.3 评估效果验证40-41
• 4.4 结果分析41-43
• 第五章 大规模风电并网暂态稳定切机控制仿真43-51
• 5.1 双馈风机运行特性分析43-45
• 5.2 暂态稳定校验45-48
• 5.2.1 主要原则及边界条件45-46
• 5.2.2 暂态计算46-48
• 5.3 风火电联合切机方案仿真48-51
• 5.3.1 不同切机方案效果比较48-50
• 5.3.2 小结50-51
• 第六章 结论和展望51-53
• 参考文献53-58
• 攻读硕士期间发表的论文58-69

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