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含双馈感应风力发电机的电力系统数值仿真一致性分析

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摘要

1.1 研究背景及意义

1.2 研究现状及存在的问题

1.2.1 电力系统仿真软件数据转换

1.2.2 双馈感应风力发电机模型

1.2.3 电力系统仿真一致性

1.3 本文的工作

2.1 引言

2.2 潮流计算数据转换

2.2.1 潮流计算数据的结构差异

2.2.2 潮流计算数据的转换方法

2.3 稳定计算数据转换

2.3.1 稳定计算数据的结构差异

2.3.2 稳定计算数据的转换方法

2.4 双馈感应风力发电机稳定计算数据转换

2.4.1 双馈感应风力发电机模型对比

2.4.2 双馈感应风力发电机参数转换

2.5 算例验证

2.6 本章小结

第3章 电力系统数值仿真一致性评估

3.1 电力系统数值仿真一致性概念

3.2 时间序列相似度评价方法研究

3.3 电力系统数值仿真一致性评价体系

3.3.1 仿真曲线相似性度量方法

3.3.2 仿真一致性指标

3.4 电力系统数值仿真一致性评估方法

3.4.1 仿真情景概率模型

3.4.2 仿真情景抽样的样本容量

3.4.3 基于蒙特卡洛的仿真一致性评估方法

3.5 本章小结

第4章 双馈感应风力发电机渗透率对仿真一致性的影响

4.1 风电渗透率现状与发展趋势

4.2 高风电渗透率系统特性与数值仿真

4.2.1 高风电渗透率系统的特点

4.2.2 高风电渗透率系统对数值仿真的挑战

4.3 风电渗透率对仿真一致性的影响

4.3.1 算例说明

4.3.2 潮流计算对比

4.3.3 仿真一致性评估

4.4 本章小结

5.1 本文总结

5.2 工作展望

参考文献

致谢

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摘要

积极推进清洁可再生能源对传统化石能源的替代,逐步提高可再生能源的并网渗透率,是世界能源格局的发展趋向。风能是一种绿色的可再生能源,其主要的利用方式是风力发电,并网风电渗透率的不断提高对电力系统数值仿真提出了更高的要求。不同仿真软件对不同风电渗透率系统的仿真结果能否保持良好的一致性,是一个值得关注的问题。本文针对高渗透率风电系统的仿真一致性展开研究,创新性研究工作如下:
  1、从数据结构的角度,详细对比了主流仿真软件PSASP、PSS/E和BPA的异同,探索了不同仿真软件间数据转换的一般思路和方法。从模型的角度,分模块比较了上述三种软件的双馈感应风力发电机模型,对该模型在不同软件下的差异化处理给出评价,并提出模型的等效化处理方法,通过一个算例证明数据转换方法的有效性。
  2、对比仿真有效性的概念,详细剖析了仿真一致性的内涵实质。结合电力系统仿真的特点,评价了现有的时间序列相似性度量方法的可用性。兼顾数值差异和变化趋势差异,提出了仿真曲线差异性度量方法,并在此基础上建立了仿真一致性评估指标体系。
  3、区别于电力系统实际情景的概率模型,建立了电力系统仿真情景的概率模型,采取试算法确定样本容量,在此基础上提出了一种基于蒙特卡洛模拟的仿真一致性评估方法,该方法逻辑简单,易于编程实现,对仿真系统的规模不敏感,适用于不同规模电力系统的仿真一致性研究。
  4、介绍了我国风电发展的概况和未来的规划,总结了高风电渗透率电力系统的特点,并阐述了风电渗透率的提高对电力系统数值仿真提出的挑战。从统计学的角度,利用回归分析方法,探究了风电渗透率与仿真一致性的关系。结果表明,随着待评估系统的风电渗透率提高,PSASP和PSS/E的仿真一致性变差,风电渗透率与仿真一致性指标之间近似呈现线性关系。

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