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《合肥工业大学》 2010年
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分布式电源的概率建模及其对电力系统的影响

王敏  
【摘要】:由于地球资源的日渐枯竭,人们对环境的关注以及在全球范围内正在进行的电力市场化改革,都促使在电力工业中引进竞争机制,降低电力生产和供应成本,实现资源的优化配置,从而使得分布式电源尤其是可再生能源类发电技术,如风力和太阳能发电成为电力系统中一个新的研究热点。分布式电源与大电网相联,使得电力系统变得更加分散,用户对大型发电厂和输电网的依赖减少,同时对电力系统的结构、投资、运行、可靠性等将产生一系列的影响。但是由于可再生能源尤其是太阳能和风能具有随机性变化的特点,它们在电力系统的大量应用,对电力系统的影响具有随机和不确定性。分析这类发电形式的一次能源的变化特点及其对电力系统的影响具有重要的理论和实际应用价值,已成为智能电网发展的一项较为重要的研究课题。 本文首先根据分布式电源的成本分析,基于电力市场理论提出了一种分布式电源的规划方法,采用基于信赖域内点法的最优潮流来求解。由于可再生能源的不确定性,风力和太阳能辐射的准确预测较难实现。本文第三章主要是采用系统辨识的方法建立了Box-Jenkins模型,对5-15分钟短时太阳辐射、逐时太阳辐射以及太阳日总辐射量进行预测和模拟,对预测误差进行分析,所有的模型都通过了残差分析和零极点检验,具有平稳性和适用性。并且在已建立的预测模型基础上比较了卡尔曼滤波、归一化梯度算法、具有遗忘因子的递推最小二乘算法,建立了逐时太阳辐射量的时变参数模型,用于逐时太阳辐射量的在线预测。由于太阳能电池阵列的倾角和方位角对输出的影响很大,因此要尽可能的选择最佳的角度。固定式光伏系统的最佳倾角应根据该地的纬度、太阳能辐射状况、年负荷特性等均衡考虑。本文第四章根据实际的太阳辐射数据拟合了地外斜面日最佳倾角和积日之间的关系、地表斜面与地外斜面日最佳倾角的关系以及地表斜面日最佳倾角和积日之间的关系,并且能够根据多年平均日辐射量计算朝向赤道斜面日最佳倾角和任意时间间隔的最佳倾角。之后以光伏发电阵列上接收到的辐射量和太阳能电池温度为输入数据,建立了光伏发电站的逐时输出功率多步预测模型,并据此建立光伏阵列的在线逐时预测模型,预测效果更好,具有一定的实用性。 风力发电的输出功率与风电场的风速直接相关,呈现出很强的随机性。本文第五章利用状态空间模型进行短期风速预测,选择基于子空间方法的状态空间模型辨识和采用预测误差算法的模型辨识方法对风速的逐时数据进行辨识,得到PSS1模型,并选择具有遗忘因子的递推最小二乘算法作为风速在线预测模型。然后采用风电场的历史风速作为输入数据,风电场的出力作为待预测数据,建立了风电场出力预测的Box-Jenkins模型,24天的风电场逐时输出预测结果表明该方法在短期风电出力预测方面具有一定的精度和实用性。 本文第六章通过对大量的太阳总辐射、直接辐射和散射辐射数据分析发现太阳总辐射和直接辐射都满足Beta分布,而散射辐射则满足混合高斯双峰分布,因此建立了光伏发电系统的概率分布模型。而风速的分布采用双参数威布尔分布,文中分别根据线性最小二乘算法、极大似然法以及加性误差和乘积性误差的非线性最小二乘算法对风速频率分布的威布尔参数进行估计,通过比较发现极大似然法的准确性最高,并据此建立了风电场的概率分布模型。之后本文根据风电场和光伏电站的概率分布模型,提出了包含风电和光伏发电的基于点估计法和Cornish-Fisher级数的电力系统概率最优潮流算法。通过IEEE算例系统关于最大输电能力和静态电压稳定的计算结果表明,该方法计算精度较高,同时与蒙特卡罗方法相比具有较小的计算量。最后本文应用点估计法分析了电力系统逐渐增加接入不同形式和不同分布的光伏发电和风电时对电力系统静态电压稳定临界点的影响。结果表明在一定的渗透功率范围内,风电场和光伏发电站对系统静态电压稳定临界点有功功率的增长是有益的,并且当只单独安装风电或光伏发电时,静态电压稳定临界点有功功率的概率分布也与对应的发电形式的概率分布具有近似的偏度和峰度参数。只是对于同一类型的发电,随着其安装位置的不同或当时气象条件的不同,其对系统静态电压稳定临界点有功功率的概率分布的影响也有不同,尤其是接入点的节点电压的变化会有很大的区别。这些规律的发现可以为电力系统规划和调度提供更多的信息以方便决策。
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TM711

【引证文献】
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1 白峪豪;含分布式电源的微电网经济调度模型研究[D];浙江大学;2012年
【参考文献】
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1 王丽婕;廖晓钟;高爽;冬雷;;并网型大型风电场风力发电功率-时间序列的混沌属性分析[J];北京理工大学学报;2007年12期
2 陈慧玲;张永忠;李宗鹏;;独立光伏电站蓄电池运行的故障分析[J];蓄电池;2009年03期
3 吴国楚;;离网光伏电站中蓄电池的选型及容量设计[J];蓄电池;2010年02期
4 崔林;文劲宇;程时杰;;超导磁储能系统抑制风力发电功率波动的研究[J];电力科学与技术学报;2008年01期
5 苏勋文;赵振兵;陈盈今;白本质;;尾流效应和时滞对风电场输出特性的影响[J];电测与仪表;2010年03期
6 唐西胜;齐智平;;独立光伏系统中超级电容器蓄电池有源混合储能方案的研究[J];电工电能新技术;2006年03期
7 江岳文;陈冲;温步瀛;;基于随机模拟粒子群算法的含风电场电力系统经济调度[J];电工电能新技术;2007年03期
8 吴义纯,丁明,李生虎;风电场对发输电系统可靠性影响的评估[J];电工技术学报;2004年11期
9 吴理博;赵争鸣;刘建政;王健;袁立强;;具有无功补偿功能的单级式三相光伏并网系统[J];电工技术学报;2006年01期
10 魏晓光;汤广福;魏晓云;迟永宁;;VSC-HVDC控制器抑制风电场电压波动的研究[J];电工技术学报;2007年04期
【共引文献】
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1 王慧敏,郭伟;PSS和SVC对电压稳定性的影响[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2005年01期
2 杨之俊;;基于Matlab的组合风速建模与仿真[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2008年03期
3 贾德香;韩净;;基于改进粒子群算法的配电网电压无功优化控制[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2009年01期
4 陈征;;一类系统的二次李雅普诺夫函数存在性的判断[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2006年04期
5 王瑞雪;潘文霞;;浅谈用FOXPRO8.0开发电力系统潮流计算教学软件[J];安徽电力;2005年03期
6 林航;陈晓明;;变电站光伏直流系统的研究与应用[J];安徽电力;2008年04期
7 余志国;陈为化;王超;朱韬析;;基于电压风险的电力系统预防控制[J];安徽电力;2009年01期
8 沈晨;陈晓明;;30 kW太阳能并网发电系统的应用与运行[J];安徽电力;2009年02期
9 宋菁;黄玮;;光伏电池储能装置的技术探讨[J];安徽电力;2009年03期
10 张锦爱;;优选电网规划方案的灰色关联法[J];安徽电力;2010年04期
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1 吴义纯;丁明;张立军;;含风电场电力系统潮流计算[A];第三届安徽自然科学学术年会安徽省电机工程学会2005年学术年会论文集[C];2005年
2 韩光;李道鹏;宋之卿;;基于模态分析技术的电压稳定性研究[A];第一届电力安全论坛优秀论文集[C];2008年
3 王国斌;张成印;逄燕;刘赵淼;;圆形山丘风电场风机布位的三维CFD模拟分析[A];北京力学会第十六届学术年会论文集[C];2010年
4 刘宏宇;杨军;欧建平;;卫星高速数传中基于进化算法的有记忆HPA预失真技术[A];第十三届全国信号处理学术年会(CCSP-2007)论文集[C];2007年
5 刘太安;;最小二乘支持向量机组合优化算法研究[A];2008年计算机应用技术交流会论文集[C];2008年
6 王文亮;秦明;刘卫;;大规模储能技术在风力发电中的应用研究[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会(第二卷)[C];2010年
7 杨晓春;李小凡;张美根;;地震波非线性反演的某些数学问题[A];中国科学院地质与地球物理研究所二○○三学术论文汇编·第二卷(青藏高原)[C];2003年
8 李艳平;何渝;;应用谷峰法求解连续函数总体极值的设计与实现[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(下)[C];2006年
9 潘义勇;潘平奇;;无约束优化问题的对角二阶拟牛顿法[A];中国运筹学会第九届学术交流会论文集[C];2008年
10 贾朝辉;倪勤;;一个解无约束优化问题的移动渐近线算法[A];中国运筹学会第九届学术交流会论文集[C];2008年
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1 谭佳琳;粒子群优化算法研究及其在海底地形辅助导航中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 谢忠玉;电力短期负荷时间序列混沌特性分析及预测研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 陈得宇;基于MAS的智能电压控制系统研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 刘冬雁;川西高原甘孜黄土记录的早更新世晚期以来的古气候变化[D];中国海洋大学;2009年
5 刘杨华;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[D];湖南大学;2010年
6 钱军;考虑分布式发电的配电网综合负荷建模方法研究[D];湖南大学;2010年
7 李方义;区间非概率多目标优化设计方法及其在车身设计中的应用[D];湖南大学;2010年
8 朱震宇;我国太阳能光伏产业投资风险及决策研究[D];中国地质大学(北京);2010年
9 陈宇;电容层析成像反问题求解及图像重建算法研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
10 汪隆君;电网可靠性评估方法及可靠性基础理论研究[D];华南理工大学;2010年
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1 蒋慧;改进的遗传算法在电力系统无功优化中的应用[D];安徽工程大学;2010年
2 张小亮;非线性规划的信赖域算法[D];河南理工大学;2010年
3 曹建;基于软开关PWM技术的光伏逆变器的研究与设计[D];南昌航空大学;2010年
4 毛娟;用于矿灯充电的独立光伏系统研究[D];山东科技大学;2010年
5 李本元;太阳能光伏发电单相并网逆变器研究[D];山东科技大学;2010年
6 徐芳芳;优化问题的PVD算法研究[D];山东科技大学;2010年
7 杜守增;太阳能LED照明系统控制器的设计[D];山东科技大学;2010年
8 陈少华;基于Hopfield神经网络控制系统的研究[D];山东科技大学;2010年
9 张琴;青岛华威风电场风能资源分析及选址关键技术研究[D];山东科技大学;2010年
10 朱耿峰;支持向量机在冲击地压预测模型中的应用研究[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
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1 王锐;顾伟;吴志;;含可再生能源的热电联供型微网经济运行优化[J];电力系统自动化;2011年08期
2 温嘉斌;刘密富;;光伏系统最大功率点追踪方法的改进[J];电力自动化设备;2009年06期
3 任航;叶林;;太阳能电池的仿真模型设计和输出特性研究[J];电力自动化设备;2009年10期
4 杨佩佩;艾欣;崔明勇;雷之力;;基于粒子群优化算法的含多种供能系统的微网经济运行分析[J];电网技术;2009年20期
5 牛铭;黄伟;郭佳欢;苏玲;;微网并网时的经济运行研究[J];电网技术;2010年11期
6 霍鹏飞;王国功;刘敏;张培珍;邹卓霖;;向上±800kV特高压直流输电工程的直流保护闭锁策略[J];电力系统保护与控制;2011年09期
7 ;纽约建成车用太阳能充电站[J];华东电力;2011年05期
8 周德佳;赵争鸣;吴理博;袁立强;孙晓瑛;;基于仿真模型的太阳能光伏电池阵列特性的分析[J];清华大学学报(自然科学版);2007年07期
9 郭佳欢;沈宏;黄伟;;含小型冷热电联产的微电网系统经济运行[J];电网与清洁能源;2009年10期
10 胡其颖;;世界主要风电生产国的并网电价[J];太阳能;2006年04期
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1 包能胜;风电—燃气轮机互补发电系统若干关键问题的研究[D];清华大学;2007年
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1 汪晗;基于进化计算的多目标优化与决策方法研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
2 倪景峰;热电联产机组以热定电运行的研究及软件实施[D];华北电力大学(北京);2004年
3 刘爱国;我国南方地区燃气轮机分布式供能系统的研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2009年
4 季美红;基于粒子群算法的微电网多目标经济调度模型研究[D];合肥工业大学;2010年
【二级参考文献】
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1 查良松,丁祖荣,周佑河,潘玲玲,施锦丰;合肥市太阳辐射量变化的初步分析[J];安徽师大学报(自然科学版);1996年04期
2 张成;吴达成;邹天宇;;风电场运行状况后评估活动设计[J];中国建设动态.阳光能源;2005年06期
3 尹华兵,程瑞廷;机械传动系扭振通用模型的研究[J];兵工学报(坦克装甲车与发动机分册);1997年03期
4 王丽婕;廖晓钟;高爽;冬雷;;并网型大型风电场风力发电功率-时间序列的混沌属性分析[J];北京理工大学学报;2007年12期
5 桂长清;通信用阀控铅蓄电池检测与维护技术[J];蓄电池;1998年03期
6 吴寿松;阀控式固定型铅蓄电池的浮充电压均匀问题[J];蓄电池;2000年02期
7 欧阳名三,余世杰;VRLA蓄电池容量预测技术的现状及发展[J];蓄电池;2004年02期
8 陈维;沈辉;邓幼俊;;太阳能光伏应用中的储能系统研究[J];蓄电池;2006年01期
9 崔林;文劲宇;程时杰;;超导磁储能系统抑制风力发电功率波动的研究[J];电力科学与技术学报;2008年01期
10 桂长清;密封铅蓄电池荷电态预测技术[J];电池;2003年05期
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1 王伟胜;申洪;;电力系统潮流计算中风电场节点的考虑方法[A];全国电工理论与新技术学术年会(CTEE'2001)论文集[C];2001年
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1 张海勇;基于局域波法的非平稳随机信号分析中若干问题的研究[D];大连理工大学;2001年
2 雷亚洲;随机规划理论在风电并网系统分析中的应用研究[D];中国电力科学研究院;2001年
3 赵为;太阳能光伏并网发电系统的研究[D];合肥工业大学;2003年
4 刘洪涛;新型直流输电的控制和保护策略研究[D];浙江大学;2003年
5 卞松江;变速恒频风力发电关键技术研究[D];浙江大学;2003年
6 申洪;变速恒频风电机组并网运行模型研究及其应用[D];中国电力科学研究院;2003年
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9 汤奕;电力网络源流路径电气剖分方法研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
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1 董云龙;静止同步补偿器(STATCOM)的仿真与实现[D];东南大学;2004年
2 吴俊玲;大型风电场并网运行的若干技术问题研究[D];清华大学;2004年
3 董礼涛;SVC的优化设计及基于MATLAB的仿真研究[D];华北电力大学(北京);2005年
4 孙秋霞;双馈感应风力发电系统的基础理论研究与仿真分析[D];哈尔滨工业大学;2006年
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2 郭体宗;;低碳经济背景下云南风电光伏发电产业的新机遇[J];云南电业;2010年11期
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6 李英来;赵沛虎;;光伏发电接入电网在我国的适用性及存在问题的探讨[J];天津科技;2010年03期
7 蔡华娟;梁平;;微电网电能质量检测系统开发[J];自动化与仪器仪表;2010年05期
8 本刊编辑部;制定合理的电价政策 推动可再生能源产业快速发展[J];中国能源;2005年10期
9 王超;何阳;夏翔;吴汕;;分布式电源准入容量对电力系统的影响分析[J];华东电力;2006年04期
10 许洪阳;;通过冰灾和震灾看发展分布式电源和微电网的重要性——访电网规划专家田华[J];中国科技财富;2008年08期
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1 廉超;李鹏;陈萌;陈明喜;胡东;;基于改进遗传算法的风电场并网优化配置方法研究[A];中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集(下册)[C];2008年
2 曾琦;李兴源;王建;;分布式电源接入电力系统的问题研究[A];2006中国电力系统保护与控制学术研讨会论文集[C];2006年
3 苑书金;董敏煜;刘国明;;基于振幅概率分布的相干噪声去除[A];1999年中国地球物理学会年刊——中国地球物理学会第十五届年会论文集[C];1999年
4 郭临义;陈祥宝;;桥梁离心力可靠性研究[A];中国土木工程学会桥梁及结构工程学会第十三届年会论文集(下册)[C];1998年
5 赵琛;黄培彦;;桥梁随机载荷数据采集和数值模拟[A];可持续发展的中国交通——2005全国博士生学术论坛(交通运输工程学科)论文集(下册)[C];2005年
6 魏凤英;;北京极端降水量的概率分布及其预测[A];中国气象学会2007年年会气候学分会场论文集[C];2007年
7 陈晓平;;无差别悖论及其解决[A];科技工作者的社会责任与和谐社会建设研究——第二届全国“科技与社会发展”中青年南方论坛论文集[C];2007年
8 费斌军;陈勃;;疲劳强度参数概率分布的贝叶斯方法[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(下册)[C];2001年
9 冯秀丽;蒲高军;戚洪帅;;现代黄河三角洲埕北海域海底斜坡失效概率分析[A];渤海湾油气勘探开发工程技术论文集(第十集)[C];2005年
10 程金华;;地球化学异常浓度分带界限值确定方法的讨论[A];加强地质工作 促进可持续发展——2006年华东六省一市地学科技论坛论文集[C];2006年
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1 记者 姜玉勇;甘肃电投总经理李宁平考察我市光伏发电项目[N];张掖日报;2009年
2 记者 时明霞;大唐青铜峡光伏发电项目开工[N];宁夏日报;2009年
3 周军 王彦华 记者 张春;西部首个光伏发电示范工程建成运行[N];四川日报;2010年
4 本报记者 龚友国 张洪;光伏发电可解决我国清洁能源的永续供应[N];中国企业报;2010年
5 记者 林艳兴 邓卫华 叶超 张涛 石志勇 张道生;“并网难”绊住光伏发电前进脚步[N];经济参考报;2010年
6 张维贤赵建军;敦煌光伏发电项目列入国家“十一五”规划[N];甘肃经济日报;2008年
7 记者 张中源;10MWp光伏发电项目将落户我地区[N];日喀则报;2009年
8 本报记者 江钰铃 通讯员 周辰恩;“金太阳”聚集“光”和“热”,财税优惠催生光伏发电业[N];海峡财经导报;2009年
9 记者 乔素华;石市5个光伏发电项目通过评审[N];华兴时报;2010年
10 记者 周桂龙;上海适合光伏发电吗[N];上海科技报;2010年
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1 王敏;分布式电源的概率建模及其对电力系统的影响[D];合肥工业大学;2010年
2 吴义纯;含风电场的电力系统可靠性与规划问题的研究[D];合肥工业大学;2006年
3 关宏亮;大规模风电场接入电力系统的小干扰稳定性研究[D];华北电力大学(河北);2008年
4 于洋;电力系统连锁故障及相关问题的研究[D];浙江大学;2008年
5 马立克;间歇式可再生能源分布式发电对配电系统的影响研究[D];天津大学;2007年
6 赵洪山;电力系统混杂建模与分析[D];华北电力大学(河北);2004年
7 张鹏翔;多目标进化算法及其在电力系统中的应用研究[D];华中科技大学;2004年
8 刘辉;基于安全域的电力系统综合控制与安全性定价[D];天津大学;2005年
9 周建旭;水电站水机电系统振动特性和稳定性研究[D];河海大学;2006年
10 汤奕;电力网络源流路径电气剖分方法研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 魏仲;含分布式电源的配电网保护研究[D];新疆大学;2009年
2 雷珽;分布式电源的并网策略与协调控制[D];上海交通大学;2011年
3 章健;Multi Agent系统在微电网协调控制中的应用研究[D];上海交通大学;2009年
4 蔡丽霞;含分布式电源的配电网规划研究[D];山东大学;2009年
5 韩磊;基于成本效益分析的分布式电源规划[D];长沙理工大学;2010年
6 杨艳芳;分布式电源并网后配电网调压问题的研究[D];华北电力大学(河北);2008年
7 连欣乐;基于短路电流约束的分布式电源准入容量计算的研究[D];湖南大学;2008年
8 罗凯明;基于分布式发电和储能技术的不间断电力变电站[D];四川大学;2005年
9 唐亮;分布式电源的分类及对配电网的影响[D];合肥工业大学;2008年
10 黄庆云;含分布式发电的配电网固定费用分摊研究[D];湖南大学;2008年
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