风电功率预测及其并网对系统静态电压稳定性的影响

随着社会经济的增长,电力工业发展迅猛,电网也日趋复杂,传统化石能源逐步消耗,新能源在电力系统中占据着越来越重要的地位。风能具有存储量大、无污染以及可再生的特点,是一种技术发展成熟、具有很高开发价值和商业前景的新能源形式,受到越来越多的国家的青睐和重视,可以预见,在不远的将来,风能将是解决人类能源危机和环境问题的一种最重要的途径。风速的变化是随机和间歇的,所以风电功率具有间歇性和随机性的特点,加之并入电力系统的风电功率越来越大,其对电力系统的各方面影响越来越大,其中对系统的静态电压稳定性的影响尤为突出,所以准确的预测风电场功率,以及研究风电场并网对系统静态电压稳定性的影响是非常有意义的。本文在总结研究课题的研究现状的基础上,主要完成了两方面的工作：一方面是选择具有代表性的历史风速和风电功率数据,依据文章提出的功率预测模型,利用神经网络对风电场功率进行预测；另一面,依据采用的基于功率传输路径的电压稳定指标,研究分析了系统节点在风电场并网前后以及不同并网条件下的静态电压稳定性变化情况,并进行了分析总结。在风电场功率测中,考虑到影响风电功率的主要因素有天气状况和风速的连续性特点,基于数值天气预报,构造反映天气状况的模式向量,模式向量的因子包括风速、风向、湿度、压强和温度等,比较数据样本日和待预测日的模式向量的相似度,选取出预测日的天气状况相似日,在此基础上,进一步采用分段线性化方法,利用相似风速曲线选取更为精确的风电功率预测数据样本,并利用此数据样本对风电功率进行预测。在风电场并网对系统的静态电压稳定性研究中,文章采用了一种基于功率的传输路径的电压稳定性指标,其本质就是将系统的最薄弱功率传输路径的传输极限作为系统静态电压稳定的极限。该方法根据特征值分析法选取出系统的薄弱负荷节点,然后根据各节点之间的电气距离,找出与系统的薄弱负荷节点耦合强度高的节点,定义为功率传输的路径参与节点以及关键发电机节点,确定系统的有功功率的薄弱传输路径集和无功功率的薄弱传输路径集,分别对其进行等值,找出最薄弱的传输路径,进而求出其传输极限,即系统的电压稳定指标。然后,利用所采用的方法和电压稳定指标,以新英格兰10机39节点系统为算例,通过编写的电压稳定性求取程序,改变风电场的并网条件,包括风电场的注入功率、并网线路的电抗参数以及并网节点,比较不同条件下系统的电压稳定性变化规律,运用相关的理论知识,给出合理的解释,并得出结论,这对风电场的并网具有现实指导意义。