面向电力系统运行需求的风电特性研究

论文摘要

风能作为最具大规模商业化开发潜力的可再生能源之一,因其具有安全、清洁、无污染、取之不尽用之不竭、无需开采等特性而得到广泛的开发和利用。大规模开发利用风能发电,是世界各国解决能源和环境问题,改善能源结构,保证国民经济可持续发展的有效措施之一。然而,随着电力系统中风电装机容量的比重日益增大,风电较强的随机性和波动性等特点对接入电网造成的影响日益凸显,这就给系统的安全、稳定、经济运行及调度带来了巨大的挑战。本文基于东北三省调度管理信息系统(DMIS)实测风电场输出功率数据,针对电力系统运行规划、调频、调峰的需求,运用概率统计分析方法,对东北电网风电特性进行了研究。首先,研究了东北电网风电输出功率的年度特性、季节特性、日特性,并给出了风电机组的年负荷率、各季节负荷率的量化分析,讨论了不同时间尺度的风电时序特性对系统运行规划的影响；其次,研究了15min、1h、4h、24h时间尺度下风电功率的波动性,对比了不同季节风电功率波动性的差异性,根据典型日负荷曲线的特点研究了机组爬坡时段风电功率的负向波动性及降谷时段风电功率的正向波动性,从而细化了风电功率的波动性对系统一次调频、二次调频和在线经济调度的影响；最后,研究了峰谷时段风电输出功率的分布、保证容量、有效功率,并针对不同决策周期下的风电—水电、风电—火电联合调峰策略的需求研究了相应时段尺度的风电输出电量的稳定性,量化了风电对调峰的贡献和影响。上述风电特性量化分析结果,可为东北电网运行规划和调频、调峰运行策略的制定提供重要的数值依据,从而有助于提高系统接纳风电的能力,保障系统的供需平衡、频率稳定,提升系统的能效性和经济性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 风电发展现状
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 论文主要工作
• 2 大规模风电并网后对电力系统运行的影响
• 2.1 风电并网后对电力系统运行规划的影响
• 2.2 风电并网后对系统调频的影响
• 2.3 风电并网后对系统调峰的影响
• 2.4 本章小结
• 3 风电功率时序特性研究
• 3.1 原始数据处理简介
• 3.2 风电功率年度特性研究
• 3.2.1 年度时序分布特性
• 3.2.2 年负荷率特性
• 3.3 风电功率季节特性研究
• 3.3.1 四个季节负荷率特性研究
• 3.3.2 四个季节风电功率性能评估
• 3.4 风电功率的日特性研究
• 3.5 本章小结
• 4 风电功率波动特性研究
• 4.1 不同时间尺度下风电功率波动性研究
• 4.2 爬坡时段和降谷时段风电波动特性研究
• 4.3 本章小结
• 5 峰谷时段风电特性研究
• 5.1 峰谷时段风电功率特性研究
• 5.1.1 尖峰时段风电功率特性研究
• 5.1.2 低谷时段风电功率特性研究
• 5.2 峰谷时段风电电量特性研究
• 5.2.1 尖峰时段风电电量研究
• 5.2.2 低谷时段风电电量研究
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢