畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）學(xué)院遼寧科技大學(xué)成人教育學(xué)院專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化年級(jí)姓名指導(dǎo)教師2010年6月15日分布式發(fā)電系統(tǒng)不確定性分析學(xué)生姓名學(xué)院名稱遼寧科技大學(xué)成人教育學(xué)院專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化學(xué)號(hào)01指導(dǎo)教師摘要隨著分布式電源在電力系統(tǒng)中所占比例的不斷擴(kuò)大，研究分布式發(fā)電對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的影響勢(shì)在必行。然而分布式發(fā)電的有功出力受自然條件的影響很大，例如風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電，其出力隨著風(fēng)速和光強(qiáng)的變化而變化。本文采用區(qū)間潮流計(jì)算方法解決分布式發(fā)電系統(tǒng)中的不確定性問(wèn)題。重點(diǎn)給出在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，由于風(fēng)速的不確定性，導(dǎo)致系統(tǒng)隨機(jī)出力的變化。文中系統(tǒng)給出了風(fēng)速變化曲線、風(fēng)速概率分布模型以及描述風(fēng)機(jī)風(fēng)速功率的曲線。通過(guò)對(duì)分布式發(fā)電系統(tǒng)隨機(jī)出力的分析，從而得出母線系統(tǒng)電壓的變化區(qū)間。由于風(fēng)速的隨機(jī)波動(dòng)性，風(fēng)能的預(yù)測(cè)不會(huì)非常精確并有一定的誤差。區(qū)間方法是處理不確定性問(wèn)題的有效方法。它具有嚴(yán)密的理論基礎(chǔ)，能夠確保包含了在給定參數(shù)變動(dòng)范圍內(nèi)的系統(tǒng)方程的所有解，而決不會(huì)漏落。可以通過(guò)風(fēng)電場(chǎng)的潮流計(jì)算，用于分析風(fēng)機(jī)出力不確定性對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的影響。關(guān)鍵詞：分布式發(fā)電，區(qū)間潮流，隨機(jī)出力，風(fēng)速，不確定性ABSTRACTAstheproportionofdistributedgeneration(DG)inpowersystemsisincreasing,itbecomesnecessarytostudytheinfluenceofDGonthestableoperationofsystems.However,theactivepoweroutputofDGdependsalotonnaturalconditions.Forexampleinwindpowergenerationandsolarpowergeneration,theactivepoweroutputvarieswiththewindspeedandlightintensity.Theintervalpowerflowcalculationmethodisusedinthispapertosolvetheuncertainproblemsindistributedgenerationsystem.Emphasisisputonthevariationofactivepoweroutputresultedfromtheuncertaintyofwindspeedinwindpowergenerationsystem.Windpowervariationcurve,windpowerprobabilitymodel,andwindspeed-powercurvearealsointroducedinthispaper.Therandomactivepoweroutputindistributedgenerationsystemisanalyzedbeforethevariationregionofbusvoltageisobtained.Becauseofthevolatilityofwindspeed,thepredictionofwindpowercannotbeveryaccuratewithouterror.Theintervalmethodisaneffectivemethodtohandleuncertainproblemslikethis.Ithasrigidtheoreticalbasis,whichcanassuretheattainmentofallsolutionsofthesystemequationwithinparametervariationregionwithoutomission.Thustheanalysisoftheimpactoftheuncertaintyofactivepoweroutputofwindpowergeneratoronthesystemstableoperationcanbeachievedthroughthepowerflowcalculationofwindfarms.Keywords:distributedgeneration(DG)；intervalpowerflowcalculation；randomactivepoweroutput；windspeed；uncertainty遼寧科技大學(xué)成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1目錄第一章緒論.11.1引言.11.2國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r.21.3本文研究的主要內(nèi)容.31.4本文的主要工作.3第二章分布式發(fā)電.52.1分布式發(fā)電的定義.52.2分布式發(fā)電的分類.52.3分布式發(fā)電的意義.82.4分布式發(fā)電對(duì)電力系統(tǒng)的影響.82.4.1分布式發(fā)電對(duì)電力系統(tǒng)電壓的影響.82.4.2分布式發(fā)電對(duì)電能質(zhì)量的影響.92.4.3分布式發(fā)電對(duì)繼電保護(hù)的影晌.9第三章分布式發(fā)電的不確定性模型.113.1風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的不確定性模型.113.1.1風(fēng)電場(chǎng)建模.113.1.2風(fēng)速變化曲線.123.1.3風(fēng)速概率分布模型.133.1.4風(fēng)機(jī)風(fēng)速功率曲線.143.2太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的不確定性模型簡(jiǎn)介.16第四章分布式發(fā)電系統(tǒng)不確定性分析的方法.184.1區(qū)間數(shù)學(xué)和不確定性的區(qū)間分析方法.204.2風(fēng)機(jī)出力不確定性的區(qū)間描述.214.3算例分析.214.4風(fēng)速變化不確定性對(duì)風(fēng)電場(chǎng)潮流的影響.26第五章結(jié)論.27參考文獻(xiàn)：.28致謝遼寧科技大學(xué)成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1第一章緒論1.1引言目前，世界范圍內(nèi)大多數(shù)的用電是由集中式發(fā)電廠(或稱中心電廠)發(fā)出，然后經(jīng)過(guò)高壓電網(wǎng)傳輸后接人用戶的，但是分布式發(fā)電(DG)技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。比如用戶采用分布式發(fā)電技術(shù)來(lái)確保高供電可靠性，作為應(yīng)急用電甚至在某些情況下取代昂貴的高壓輸電網(wǎng)供電，電網(wǎng)所有者也會(huì)使用分布式發(fā)電系統(tǒng)來(lái)延緩對(duì)電網(wǎng)擴(kuò)容的投資等。因此，為了滿足我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需要，在已建中心電站及電網(wǎng)的基礎(chǔ)上，大力發(fā)展分布式發(fā)電技術(shù)將是電力系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。分布式能源技術(shù)是未來(lái)世界能源技術(shù)的重要發(fā)展方向，它具有能源利用效率高，環(huán)境負(fù)面影響小，提高能源供應(yīng)可靠性和經(jīng)濟(jì)效益好的特點(diǎn)。分布式發(fā)電接入配電網(wǎng)后，輻射式的網(wǎng)絡(luò)將變?yōu)楸椴茧娫春陀脩艋ヂ?lián)網(wǎng)絡(luò)，潮流也不再單向地從變電站母線流向各負(fù)荷，配電網(wǎng)的根本性變化使得電網(wǎng)各種保護(hù)機(jī)理與定值發(fā)生了深刻變化1。對(duì)我國(guó)而言，隨著我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，風(fēng)電日益得到重視，并制訂了有關(guān)政策支持風(fēng)電的快速發(fā)展，其發(fā)電成本已得到大幅下降，風(fēng)電已成為可再生能源中發(fā)展最快的、最具有發(fā)展前景的一種發(fā)電方式。但是受風(fēng)力資源隨機(jī)變化的制約，風(fēng)力發(fā)電不能提供連續(xù)穩(wěn)定的電力，對(duì)電力系統(tǒng)而言，風(fēng)電場(chǎng)始終是一種不可靠的電源。風(fēng)能具有間歇性、隨機(jī)性和不可調(diào)度性的缺點(diǎn)，隨著風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量和風(fēng)電場(chǎng)規(guī)模的增大，迫切需要研究大型風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)后對(duì)電力系統(tǒng)的影響。含風(fēng)電機(jī)組的潮流計(jì)算常用于評(píng)估風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)后對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的影響，同時(shí)也是分析風(fēng)電場(chǎng)對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性影響等其他理論研究工作的基礎(chǔ)。含風(fēng)電場(chǎng)的電力系統(tǒng)潮流計(jì)算的關(guān)鍵是如何正確處理異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。不確定性分析在電力系統(tǒng)的許多領(lǐng)域，例如潮流計(jì)算、可靠性計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、穩(wěn)定性分析等已開(kāi)始受到關(guān)注。其中，處理不確定性問(wèn)題一直是電力系統(tǒng)潮流計(jì)算的難點(diǎn)之一。目前能夠考慮不確定性的潮流算法主要有3種：隨機(jī)潮流法，利用概率的方式處理隨機(jī)的信息；模糊潮流法，利用模糊數(shù)學(xué)處理外延不確定的信息；區(qū)間潮流法，利用區(qū)間數(shù)學(xué)和區(qū)間分析方法處理外延明確、內(nèi)涵不明確的信息2。由于電力系統(tǒng)中采用的模型是近似的，模型的參數(shù)也是近似的，尤其在配電系統(tǒng)中，采集到的是大量不確定性的信息，為表達(dá)和處理配電系統(tǒng)中的不確定性信息，本文提出了不確定性潮流算法，其假設(shè)系統(tǒng)母線的功率需求在給定區(qū)間上是不確定的。因此，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)討論的分布式發(fā)電系統(tǒng)的不確定性，從風(fēng)速的不確定性考慮區(qū)間潮流分析。遼寧科技大學(xué)成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）21.2國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r自上個(gè)世紀(jì)90年代以來(lái)，可再生能源發(fā)展迅速，世界上許多國(guó)家都把可再生能源作為能源政策的基礎(chǔ)分布式發(fā)電的發(fā)展已經(jīng)成為各國(guó)可持續(xù)發(fā)展的標(biāo)尺。從世界可再生能源發(fā)展來(lái)看。風(fēng)能、太陽(yáng)能和生物能發(fā)展最快，前景最好。1.國(guó)外分布式發(fā)電的發(fā)展?fàn)顩r2006年，德國(guó)利用風(fēng)能、水力、太陽(yáng)能、沼氣和地?zé)岬瓤稍偕茉窗l(fā)電，供熱共2000億KWh占能源供應(yīng)市場(chǎng)份額的7.7%，可滿足超過(guò)1000萬(wàn)家庭的日常用電。自20世紀(jì)90年代以來(lái)，德國(guó)政府就對(duì)風(fēng)力發(fā)電非常重視。據(jù)統(tǒng)計(jì)到2005年德國(guó)的風(fēng)電裝機(jī)總量為18430MW，位居世界第一位。近幾年來(lái)，德國(guó)的風(fēng)電裝機(jī)平均以每年33%的速率增長(zhǎng)。丹麥?zhǔn)鞘澜缟瞎J(rèn)的將經(jīng)濟(jì)發(fā)展、資源消耗和環(huán)境保護(hù)三方面有機(jī)結(jié)合的典范，是實(shí)現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展的國(guó)家。自1990年以來(lái)，丹麥的大型發(fā)電廠容量沒(méi)有增加，新增電力主要依靠安裝在用戶側(cè)的，特別是工業(yè)用戶和小型區(qū)域化的分布式發(fā)電和可再生能源項(xiàng)目提供的，熱電發(fā)電量占總發(fā)電量的61.6%。同時(shí)，丹麥?zhǔn)鞘褂蔑L(fēng)力發(fā)電最早的國(guó)家之一。到2005年。丹麥的風(fēng)電裝機(jī)容量為3120MW，列世界第五位。2.國(guó)內(nèi)分布式發(fā)電的發(fā)展?fàn)顩r近年來(lái)我國(guó)政府高度重視可再生能源的開(kāi)發(fā)利用，把加快發(fā)展風(fēng)能、太陽(yáng)能生物能等可再生能源作為“十一五”時(shí)期能源發(fā)展的一項(xiàng)重要任務(wù)。“十五”期間，中國(guó)的風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)到1260MW，位居世界第八位。2005年中國(guó)發(fā)電設(shè)備容量規(guī)模取得歷史性突破，其中風(fēng)電投產(chǎn)發(fā)電設(shè)備容量超過(guò)了500MW，但也只是占全國(guó)發(fā)電容量的0.2%，可見(jiàn)風(fēng)電發(fā)電設(shè)備容量所占比例還是很低。國(guó)家發(fā)改委對(duì)于風(fēng)能發(fā)展目標(biāo)是2020年裝機(jī)發(fā)電容量達(dá)到30GW，并在2030年達(dá)到100GW，屆時(shí)風(fēng)能發(fā)電將超過(guò)核能發(fā)電成為中國(guó)第三大主要發(fā)電電源。3.分布式發(fā)電未來(lái)研究的方向分布式發(fā)電未來(lái)研究的重點(diǎn)集中在分布式發(fā)電對(duì)電力系統(tǒng)的影響。獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)容量不太穩(wěn)定，電能質(zhì)量不佳，調(diào)節(jié)能力有限，投資成本較高，為了優(yōu)化電力結(jié)構(gòu)和方便統(tǒng)一調(diào)度，并網(wǎng)發(fā)電已是大勢(shì)所趨。為了不影響電網(wǎng)的質(zhì)量，必須保證使發(fā)電系統(tǒng)