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电力系统概率风险评估研究及其应用

刘哲  
【摘要】:伴随着我国经济社会的快速发展,电力与能源需求持续增长,我国已初步形成的全国电网互联格局,有效支撑了煤炭、水能、风能及太阳能等资源的深度开发利用和电能在我国大范围内的互通互济,但大量具有随机性和间歇性特征的可再生能源发电设备的并网运行,也给电网带来更多运行风险;此外,传统化石能源日渐枯竭和环境污染日益严重,使得电动汽车在国内外受到广泛关注,大量电动汽车入网运行后同样会给电网规划和运行带来诸多不确定性因素,必须予以关注。本文主要利用风险分析方法,深入研究可再生能源发电及电动汽车入网运行对电力系统风险评估的影响。本文主要工作如下:1.在传统风险评估理论基础上,提出了在输电网规划中科学考虑静态和暂态稳定约束的风险分析方法。在静态风险分析中,利用静态灵敏度信息给出一种电网潮流控制方法,并基于此来求解输电网的充裕度;在暂态风险分析中,给出一种基于轨迹灵敏度的功角稳定判别与控制方法,用于计算电网运行的暂态失稳风险;最后,将上述方法用于实际电网的风险评估收到很好应用效果。2.提出了一种基于故障后潮流转移的N-k故障风险计算方法,不仅可计及不同负荷水平和多重故障发生对计算结果的影响,还能有效考虑并网风电间歇性和随机性对系统运行的影响;最后,将所提方法用于风电场接入方案的优化以及风电场内储能环节优选,取得了很好效果。3.提出一种配电网分布式电源对输电系统功率缺额的补偿模型,进一步给出一种输电系统分层风险计算方法,可有效考虑大网失电后配网分布式发电的支撑能力,以及配电网因分布式发电设备接入引起的潮流双向流动问题,使得输电网的风险评估结果更为科学。4.基于电动汽车充电时序模型,提出一种电动汽车充放电双向功率控制方法,基此深入分析了电动汽车充放电管理对发电系统充裕度的影响;进一步基于虚拟电厂理论构建了电动汽车智能充电功率自管理模型,进而分析了电动汽车充电管理对发输电系统运行风险的影响。研究工作对于在电力系统规划和运行中,科学考虑电动汽车充放电行为的影响具有一定借鉴意义。


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