计及风电及电动汽车接入影响的配电网风险评估研究

【摘要】：近年来，随着我国坚强智能电网建设的不断推进以及节能减排政策的贯彻执行，使得新能源技术成了电力系统发展的重要趋势，其中风力发电和电动汽车得到了国家发展电力行业的大力支持。但是随着风力发电和电动汽车应用越来越广泛，给电力系统造成的负面影响也不可忽视。由于风能本身的天然波动特性造就风电具有随机性、间歇性和不可控性，对电网而言风电并网规模的日益扩大带来随机扰动也随之增加，对电网的可靠性和安全性带来的威胁也越来越大。电动汽车受用户用车习惯以及环境等影响，使得电动汽车作为充电负荷具有时间和空间上的不确定性，电动汽车接入配网将可能导致电网高峰期间的负荷上升，使得电网运行变得复杂。从城市配电网角度，大规模的风电和电动汽车接入是巨大的机遇，促使电网的发展趋于高效、清洁和智能化，同时更是严峻的挑战，因此研究风电和电动汽车充电行为的不确定性对电力系统带来的影响，将对电网可靠性和安全性的提高、减少风电和电动汽车并网对电网造成的威胁，具有相当重要的理论价值和现实意义。 本文针对风电和电动汽车并网对配网所造成的影响，主要分析和研究了电网节点电压和支路潮流两个方面的风险。首先采用三参数Weibull分布描述风速的随机性，结合风电机组的功率输出特性和基于风电机组内部简化等值电路的PQ迭代模型，建立风力机的有功及无功概率分布模型。同时，假定电动汽车的日行驶里程、行驶结束时刻均服从正态分布，由此建立电动汽车的放电功率统计模型。采用基于半不变量的电力系统随机潮流计算方法，运用随机数学中相关数学基础的运算方法，考虑风电场出力变化、电动汽车充电的不确定性以及负荷波动等随机因素，根据各注入功率的半不变量求得状态变量(节点电压）和输出变量（支路潮流）两种随机变量的半不变量，通过Gram-Charlier级数展开式方法以及Von Mises方法分别求取随机变量的连续部分概率分布以及离散部分的各点值和概率，最后得到节点电压和支路潮流的概率分布。最后运用风险研究理论，分别建立了计及风电和电动汽车的电压越限和支路过载的风险指标，能够定量评估风电和电动汽车接入配网的负荷损失风险。以IEEE-33节点系统为例，运用本文所提方法，分别针对风电、电动汽车单独接入以及两者同时接入系统造成负荷损失风险影响，对不同容量的风电、不同渗透率下的电动汽车以及不同时段风电和电动汽车共同接入的场景进行了计算，得到当前系统运行状态的风险水平，为风电和电动汽车入网的合理规划提供了重要的理论价值和现实意义。 【关键词】：风电 电动汽车 随机潮流 半不变量 风险评估
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM614;U469.72
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 研究背景与意义10-11
• 1.2 风力发电及电动汽车发展历程11-12
• 1.3 风力发电及电动汽车对配电系统影响的研究现状12-14
• 1.4 随机潮流研究现状14-16
• 1.5 本文的主要研究内容16-18
• 2 电力系统的随机潮流算法原理18-26
• 2.1 电力系统随机潮流概述18
• 2.2 相关概率理论基础18-21
• 2.3 电力系统的线性化模型21-23
• 2.4 随机变量概率分布的求解23-25
• 2.5 本章小结25-26
• 3 计及风电和电动汽车接入的配电系统随机潮流计算方法26-41
• 3.1 风电场随机潮流计算模型26-30
• 3.2 电动汽车随机潮流计算模型30-33
• 3.3 负荷的概率模型33-34
• 3.4 风险指标34-37
• 3.5 含风电及电动汽车的配网风险评估算法37-39
• 3.6 本章小结39-41
• 4 基于随机潮流的含风电及电动汽车的配电网风险评估仿真41-51
• 4.1 含风电的配电网风险评估41-46
• 4.2 含电动汽车的配电网风险评估46-48
• 4.3 计及风电及电动汽车的配电网风险评估48-50
• 4.4 本章小结50-51
• 5 总结与展望51-54
• 5.1 总结51-52
• 5.2 展望52-54
• 致谢54-55
• 附录 1 攻读硕士学位期间发表论文目录55-56
• 参考文献56-59

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

基于蒙特卡罗模拟的微电网随机潮流计算方法    段玉兵;龚宇雷;谭兴国;王辉;李庆民;

分布式发电及其对电力系统的影响    梁才浩,段献忠

计及分布式发电的配电系统随机潮流计算    王成山;郑海峰;谢莹华;陈恺;

分布式电源对配电网过电压的影响    章杜锡;徐祥海;杨莉;甘德强;

基于蒙特卡罗仿真的风力发电系统可靠性评价    吴义纯,丁明

基于风险理论和模糊推理的电力系统暂态安全风险评估    刘新东;江全元;曹一家;陈为化;

基于蒙特卡罗模拟的概率潮流计算    丁明,李生虎,黄凯

并网风力发电场的最大注入功率分析    吴俊玲,周双喜,孙建锋,陈寿孙,孟庆和

含风电场的电力系统潮流计算的联合迭代方法及应用    王海超,周双喜,鲁宗相,吴俊玲

电动汽车充电功率需求的统计学建模方法    田立亭;史双龙;贾卓;

电力市场中基于改进模式法的电压校正控制    贾德香,唐国庆,韩净

基于改进遗传算法的电网无功优化    韩净,侯宜祥

PSS和SVC对电压稳定性的影响    王慧敏,郭伟

基于混沌遗传算法的配电网无功补偿优化    邓建斌;叶洪江;

基于改进粒子群算法的配电网电压无功优化控制    贾德香;韩净;

浅谈用FOXPRO8.0开发电力系统潮流计算教学软件    王瑞雪;潘文霞;

基于电压风险的电力系统预防控制    余志国;陈为化;王超;朱韬析;

基于Matlab的电力系统潮流方程求解    金宜贵;

基于C++的短路电流计算    张军利;姚莉娜;

静止伏安发生装置中的锂电池充放电控制    刘建伟;尹虎臣;韩民晓;林少伯;李文涛;高宁超;

电动汽车与智能电网双向互动的动态经济调度    白晓清;韦化;陈英杰;黄锋;

风电场集中与分布并网对地区电网电压的影响研究    张硕;朱莉;杜林;刘永民;梅小丽;

计及环路潮流约束的电力远期与现货市场古诺均衡分析    王瑞庆;李渝曾;张少华;

The Sliding Mode Control Method of Grid-Connected Inverter Applied to Three-Phase Intermittent Power Supply    

电力系统发电厂联络变压器的降损研究    胡伟;侯佑华;徐飞;于骥;

基于虚拟仪器技术的电气参数测量    欧立权;

风电场接入系统设计中的电压稳定性分析    王兴刚;

基于量测的PSS最优安装地点研究    郭成;

分布式电源系统接入影响    陈祥;

风电场相关性对节点电价影响的仿真研究    潘雄;周明;孔晓民;吴玥;

分布式电源的概率建模及其对电力系统的影响    王敏

SOFC固体氧化物燃料电池分布式发电系统仿真及其潮流计算    刘杨华

考虑分布式发电的配电网综合负荷建模方法研究    钱军

变速恒频风力发电系统故障特性与保护技术研究    撖奥洋

基于事故链的电力系统连锁故障风险评估与预防控制研究    王英英

电力系统大停电的自组织临界特性研究    于群

电网可靠性评估方法及可靠性基础理论研究    汪隆君

微网控制及小信号稳定性分析与能量管理策略    苏玲

新型分布式供能系统热力特性研究    王锡

风电社会效益评估及其并网的经济性影响研究    沈又幸

改进的遗传算法在电力系统无功优化中的应用    蒋慧

基于改进遗传算法的电力系统无功优化的研究    纪二云

配电网短路故障计算方法研究    张笑

特高压交直流系统相互作用问题研究    张玉佳

电力推进系统对船舶电网稳定的影响研究    杨琳

船舶电力仿真系统建模及拓扑分析    徐滨海

基于GPS的SCADA-EMS煤矿供电调度系统的研究    樊鹏

考虑风速随机性的风电场电压相关问题的研究    周志飞

分岔理论在风电系统电压稳定分析中的应用    许珊珊

基于成本效益分析的分布式电源规划    韩磊

概率暂态稳定研究中紧急控制措施的模拟及效果分析    丁明,黄凯,李生虎

电力系统概率分析中的K均值聚类负荷模型    丁明,李生虎,洪梅

可靠性计算中加快蒙特卡罗仿真收敛速度的方法    丁明,李生虎

信息电力与FACTS及DFACTS技术    韩英铎,严干贵,姜齐荣,黄民聪

基于风险的安全评估方法在电力系统中的应用    陆波,唐国庆

分布式发电及其对电力系统的影响    梁才浩,段献忠

电压互感器与开关断口电容铁磁谐振的分析与预防    赵翠宇,管益斌

变压器详细模型推导与三相配电潮流计算    吴文传,张伯明

与风电并网相关的研究课题    雷亚洲

电力零售市场研究(六)分散式发电对电力系统的影响    赵豫,于尔铿

负荷特性对电压稳定性影响的研究    刘鹏

世界电动汽车研制概况    

电动汽车关键部件的优化设计    王颖洁

电动汽车技术初探    王勇

电动汽车的发展给电工行业带来市场机遇    

法国的电动汽车开发    

我国电动汽车产业化战略分析    胡树华,杨威

武汉投资1.27亿元开建电动汽车充电站    

欧盟将启动新的电动汽车发展计划    

电动汽车市场发展对电力营销的影响    孙冰;

电动汽车充电模式、特点及技术要求    胡兴军;

电动汽车:引领城市低碳交通的未来    蒋惠琴;欧万彬;鲍健强;叶瑞克;

浅述电动汽车的研究现状与发展趋势    李晓勤;鲁植雄;逄小凤;

核电和电动汽车协同发展的生命周期评价分析    刘宏;汪映荣;

电动汽车的发展现状及趋势研究    张梦洁;田令;

电动汽车研究与发展现状    何玉鑫;

在电动汽车产业化过程中实现技术创新    唐浩;

贯彻“汽车新政”加快安徽电动汽车工业的发展    张炳力;赵韩;

基于系统仿真的电动汽车优化技术    钱立军;张翔;

稀土政策与电动汽车及储能行业的发展    罗韬;石建珍;

低碳背景下的电动汽车充换电站规划    张铁军;

电动汽车上路要先扫“拦路虎”    本报记者 李亚杰 刘娟　　

电动汽车离家用到底有多远    本报实习生 万伟伟 倪默

从加州电动汽车推广受挫说起    武夷山

普及电动汽车需解决四项关键课题    松泽成文

电动汽车能否顺利驶入“产业化时代”    本报实习记者 杨冬

政府应率先使用电动汽车    本报记者 修霄云

电动汽车是全速前进还是减速慢行？    刘维东

中国发展电动汽车有四大优势    本报记者 张海燕

中国电动汽车之路怎么走？    本报记者 向杰

愿电动汽车“河南造”早成气候    刘哲

需求侧管理视角下的电动汽车充放电定价策略研究    史乐峰

基于时空双尺度的电动汽车换电站有序充电调度方法    田文奇

电动汽车充电对电网的影响及有序充电研究    王建

含电动汽车及换电站的微网优化调度研究    苗轶群

电动汽车对电力系统的影响以及交互作用研究    郑丹

电动汽车建模与仿真的研究    张翔

电动汽车灵活接入的充电设施需求预测、运行与能效评估方法研究    罗汉武

电动汽车最优自动变速及能量回馈的控制技术研究    张志森

含电动汽车的电力系统运行问题研究    李高望

电动汽车用永磁同步电动机传动控制系统的研究    许家群

电动汽车底盘测功机的开发与研究    刘伟

电动汽车总体设计及性能仿真优化    张新磊

我国电动汽车产业发展模式及湖北省电动汽车产业发展对策研究    朱华

电—电混合动力电动汽车的建模与仿真    郝东辉

电动汽车再生制动控制策略研究    苗军

基于镁合金的轮毂式电动汽车整体式车身研究    张思维

电动汽车电控单元设计    贾学强

双轮直驱电动汽车电子差速控制的研究    王哲

电动汽车网络管理系统的研究与实现    翟跃

电动试验车动力系统的试验研究    邢斌