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《华北电力大学(北京)》 2009年
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基于概率的含风电场电网的输电系统规划方法研究

于晗  
【摘要】: 风电作为一种可再生能源,对于缓解世界范围内的能源危机具有重大意义,近年来发展迅速。风电本身所固有的随机性和问歇性,给电力系统的规划和运行增添了新的不确定因素。含有风电场的电力系统存在更大的潮流波动,因此传统的确定性输电网规划模型不适用于含有风电场的输电系统。在此背景下,为了获得稳健的电网规划方案,本文提出用概率的方法来解决含有风电场的电网的输电系统扩展规划问题。 在传统的确定性输电系统扩展规划模型的基础上,本文提出了一种输电系统规划的快速计算方法。该方法用线路过负荷的百分比来代替传统模型中的切负荷大小,避免了启发式优化方法中对众多待选方案进行的线性规划计算,极大的节约了计算时间,而规划结果与传统模型完全相同。 为了在输电系统规划中考虑负荷和风电场输出功率不确定性,本文通过演化经典确定性的输电系统规划模型,提出了一种考虑负荷和风电场有功出力的概率分布、基于概率潮流计算的输电系统机会约束规划模型。在求解过程中,采用蒙特卡罗和解析法相结合的方法,极大降低了计算量,使风电模型结合在概率潮流和机会约束规划中成为可能。为了进一步降低计算量,设计了一种两步的遗传算法。本文提出的基于机会约束规划方法的输电网扩展规划模型与传统的确定性规划模型相比,可以在规划中考虑更多的对规划方案影响很大的信息,如风速、风机参数、负荷分布等。本文所提出的规划模型可以有效考虑这些不确定信息并且能够在规划过程中提供更丰富的信息,如不确定性对规划结果的影响、投资和输电网过负荷风险的关系等。利用本文提出的模型可以得到更稳健、有效益的规划方案。 概率潮流计算是考虑各种不确定因素评估电网稳态运行情况的有效工具,在输电网规划中得到了广泛应用。采用与随机采样相结合的蒙特卡罗模拟法的概率潮流计算具有应用灵活、计算精度高的优点,缺点是计算量过大。本文提出了用拉丁超立方采样与Cholesky分解法相结合的概率潮流计算方法。与简单随机采样和与随机组合相结合的拉丁超立方采样相比,本文的方法可以改善采样值对输入随机变量的分布空间的覆盖程度、提高蒙特卡罗模拟法的采样效率,降低采样规模,同时保留蒙特卡罗模拟法的优点,具有广泛的应用前景。
【学位授予单位】:华北电力大学(北京)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TM715

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