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《微網(wǎng)的隨機(jī)潮流計(jì)算研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文1緒論1.1研究背景目前，我國(guó)正處在工業(yè)化、城鎮(zhèn)化加快推進(jìn)的重要時(shí)期，這一時(shí)期電力需求將保持較快的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。預(yù)計(jì)到2020年，我國(guó)全社會(huì)用電需求量將達(dá)到7.67萬(wàn)億千瓦時(shí)，是2008年的2.2倍。隨著電力需求的日益增長(zhǎng)，特高壓電網(wǎng)建設(shè)已逐步開(kāi)展，我國(guó)電力系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入大容量、大機(jī)組、高參數(shù)、特高壓、長(zhǎng)距離輸電的新發(fā)展階段。傳統(tǒng)的大電網(wǎng)在過(guò)去的幾十年發(fā)展中技術(shù)日趨成熟，確實(shí)給我們帶來(lái)了諸多好處：大容量機(jī)組的投入使發(fā)電效率有所提高，同時(shí)減少了運(yùn)行管理人員；聯(lián)網(wǎng)的高壓輸電網(wǎng)降低了電網(wǎng)的備用容量等。但是隨著電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大的趨勢(shì)，集中式
2、大電網(wǎng)的弊端也逐漸暴露，成本較高；運(yùn)行技術(shù)復(fù)雜，電網(wǎng)中任一點(diǎn)的擾動(dòng)都可能傳播到全網(wǎng)，局部事故極易擴(kuò)散，導(dǎo)致大面積的停電甚至全網(wǎng)崩潰[1]，如2003年發(fā)生的美加大停電；同時(shí)，自然災(zāi)害也會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生極大的影響，2008年的汶川地震使國(guó)家電網(wǎng)有258座110千伏及以上變電站不同程度受損，四川電網(wǎng)10千伏及以上輸電線路有2769條受到影響，直接經(jīng)濟(jì)損失106.5億元。2008年初春一場(chǎng)歷史罕見(jiàn)的冰雪災(zāi)害，造成南方地區(qū)電網(wǎng)7541條10kV及以上電力線路、859座35kV及以上變電站停運(yùn)，導(dǎo)致3330多萬(wàn)戶、約1.1億人口停電[2]，給經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和人民生活造
3、成了極為嚴(yán)重的影響。這些事故充分暴露了大電網(wǎng)的脆弱性，也使人們開(kāi)始對(duì)電力系統(tǒng)的發(fā)展模式另辟蹊徑。另外，隨著人類社會(huì)的高速發(fā)展，對(duì)于能源和自然資源的消耗也越來(lái)越大。利用煤炭、石油、天然氣等不可再生能源發(fā)電是常見(jiàn)的傳統(tǒng)發(fā)電模式，這種模式技術(shù)成熟、設(shè)備建設(shè)周期短，在近一百多年來(lái)被人類所廣泛采用，也為人類文明的進(jìn)步做出了巨大貢獻(xiàn)。但是，不可再生能源的過(guò)度開(kāi)采和利用，造成傳統(tǒng)煤炭、石油、天然氣瀕臨枯竭，雖然我國(guó)地大物博，能源儲(chǔ)藏量比較豐富，但由于人口眾多，人均擁有量在世界上處于較低水平，煤炭、水力資源的人均擁有量?jī)H占世界平均水平的1/2，而石油、天然氣的人均擁
4、有量不足世界平均水平的1/15。按照目前全世界化石燃料的消耗速度估計(jì)，在未來(lái)幾十年或者上百年，一次能源將會(huì)消耗殆盡。同時(shí)大量傳統(tǒng)一次能源的使用引發(fā)了全球性的環(huán)境問(wèn)題：化石燃料會(huì)產(chǎn)生二氧化硫、二氧化碳等空氣污染物，1華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文加劇酸雨的形成以及溫室效應(yīng)，并引發(fā)全球氣候變暖、臭氧層破壞等環(huán)境問(wèn)題。面對(duì)傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足電力用戶對(duì)供電安全性和可靠性的要求，以及能源危機(jī)和環(huán)境惡化的多重壓力，世界各國(guó)均將研究熱點(diǎn)轉(zhuǎn)向多種能源形式相結(jié)合、高效的、經(jīng)濟(jì)的新型電力技術(shù)——分布式發(fā)電系統(tǒng)（DistributedGeneration，DG），并取得
5、了突破性的進(jìn)展[3]。分布式發(fā)電包含風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、微型燃?xì)廨啓C(jī)和燃料電池發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電等[4]，這些發(fā)電技術(shù)投資少、與環(huán)境兼容性好，靠近用戶，可以實(shí)現(xiàn)“熱、電”聯(lián)供甚至“冷、熱、電”三聯(lián)供的供電方式提高能源利用率；同時(shí)DG可作為備用電源提高供電可靠性，又因?yàn)槠浒惭b地點(diǎn)靈活，通過(guò)就地發(fā)電的方法可以為偏遠(yuǎn)地區(qū)供電[5]。盡管DG優(yōu)點(diǎn)突出，但是它對(duì)電網(wǎng)的影響也不容忽視，IEEEP1547規(guī)定了分布式電源的入網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，分布式電源必須退出運(yùn)行，這就大大限制了分布式發(fā)電技術(shù)的使用，也間接對(duì)新能源的開(kāi)發(fā)利用進(jìn)行了制約[6-7]。為了協(xié)調(diào)D
6、G與大電網(wǎng)之間的矛盾，并充分利用分布式發(fā)電技術(shù)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益和對(duì)可靠性的改善，國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出了微網(wǎng)（Microgrids）的概念[6-10]。微網(wǎng)結(jié)合了額定功率為幾十千瓦的分布式電源、儲(chǔ)能裝置、控制裝置以及負(fù)荷，形成單一可控單元，擔(dān)任了可調(diào)度負(fù)荷、可定制電源的雙重角色，既可與大電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，也可在主網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)斷開(kāi)獨(dú)立運(yùn)行，體現(xiàn)了滿足全系統(tǒng)能量需求并向用戶提供多樣化電能質(zhì)量的特征[11]。隨著越來(lái)越多的人開(kāi)始關(guān)注微網(wǎng)，微網(wǎng)獲得的應(yīng)用也越來(lái)越多，但微網(wǎng)中部分微電源，如風(fēng)力發(fā)電機(jī)、光伏電池等其輸出功率受自然天氣條件等因素的影響很大，具有不確定性。對(duì)微網(wǎng)的
7、運(yùn)行特性進(jìn)行分析研究時(shí)，就需要考慮這種隨機(jī)性，若采用確定性的潮流計(jì)算方法，就需要對(duì)眾多可能發(fā)生的情況作大量的方案計(jì)算，工作量很大，計(jì)算時(shí)間難于承受，既不現(xiàn)實(shí)也無(wú)必要；而且在潮流計(jì)算時(shí)若采用確定性模型描述這些微電源，計(jì)算出的“精確”結(jié)果可能會(huì)遮蔽系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問(wèn)題，很難反映微網(wǎng)整體的狀況，因此研究適合應(yīng)用于微網(wǎng)運(yùn)行特性分析方面的隨機(jī)潮流計(jì)算方法就顯得十分必要。1.2微網(wǎng)研究概述微網(wǎng)的概念自提出后，在世界各國(guó)受到了相關(guān)部門和研究機(jī)構(gòu)的密切關(guān)注，以美國(guó)、歐盟、日本為代表，他們開(kāi)展了大量關(guān)于微網(wǎng)的理論技術(shù)研究，并相繼建立了一些微網(wǎng)的示范和試點(diǎn)工程，取得了一
8、定的進(jìn)展[12-14]?！胺e極推動(dòng)和鼓勵(lì)可再生能源的2華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文發(fā)展”是“十一五”規(guī)劃指出我國(guó)
