考虑风力发电的电力系统负荷特性分析及建模_开题报告

能源、环境是当今人类生存和发展所要解决的急需问题。传统化石能源在电力、生产制造业及人们日常生活中的广泛使用和消耗量不断增加，使之过度开采和排放，已导致严重的大气污染，因此利用可再生能源取代化石类能源开始受到世界各国重视。由于风能资源储量丰富，风力发电是技术最成熟、最具规模开发和商业化发展前景的可再生能源开发方式，因此从20世纪80年代开始，风力发电技术就得到了广泛开发和应用[9]。

为了保障能源供应和减少温室气体排放，大规模利用以风力发电为代表的可再生能源势在必行。2002年，欧洲风能协会和国际绿色和平组织联合发布了《风力12：关于2020年风电达到世界电力总量12%的蓝图》，对2020年全球风力发电规模进行了前景分析。近10年来风力发电在全球范围持续高速增长，2016年全球装机容量已超过486GW， 2016年全球新增容量超过54.6GW[6]。

随着近年来风力发电在技术上逐渐成熟，机组故障率不断降低，并且在经济性方面，风力发电成本不断降低，随着技术不断革新，风力发电的成本将会进一步降低，使其在可再生能源利用中，占据较强的竞争力，并成为电力系统增长速度最快的新能源。

    风力发电一般都接在配网侧，属于负荷范畴，风力发电对电力系统运行、控制和保护等各方面产生重要的影响。如果实际系统中含有较多的风力发电，再说要研究的区域负荷特性中就包含了风力发电的动态特性，进行电网稳定分析和负荷建模时就要考虑风力发电的影响。

目前，电力系统的建模仿真已成为电力系统设计、规划、运行的主要工具，相应的决策无不是以建模仿真的结果为依据。其建模工作早已被国内外电力界学者和工程技术人员的使用。大量的仿真研究结果表明负荷模型对电力系统的暂态稳定、低频震荡、电压稳定等具有不同程度的影响。但仿真毕竟为仿真，与实际系统存在着或大或小的误差，可能给电力系统的规划带来不可估量的损失，所以建立实际的动态负荷模型具有十分重要的意义。

二、负荷建模国内外发展与现状

电力系统数字仿真已被广泛应用于电力系统的规划、设计、运行和研究等领域，数字仿真结果常常被作为相关决策的依据，因此仿真的准确越来越被重视。1996年夏天北美发生了2次大停电事故后，对事故进行仿真时采用WSCC(Western System Coordinating Council)数据库中的模型和参数不能得到与现场记录一致的仿真结果。最后只能用负荷静特性模型或发电机模型[5]。仿真准确度的问题引起越来越多人的关注。这充分说明目前用于电力系统动态仿真的模型或参数需要改进，而建立和使用基于实测数据的负荷模型具有十分重要的现实意义。

目前负荷建模方法可归纳为2类，统计综合法和通体测辩法。过去20年终，对于采用上述2种方法进行负荷建模研究已取得许多成功。发达国家的电力公司几乎都在负荷建模研究方面做了大量工作，例如北美主要使用的负荷建模软件包是美国RPRI委托Texas和GE公司对负荷组成进行了大量统计的基础上，采用统计综合法形成的软件包[3]。

随着我国主要电网互联进程的推进，电网越来越复杂，其动态稳定性及电压稳定性问题越来越突出，负荷模型对系统计算结果的影响已变得不容忽视。在东北-华北交流联网系统稳定性分析和东北-华北联网工程调试等工程项目的研究中，采用负荷模型和参数严重地影响了系统稳定性计算结果的可信度，给决策方案的取舍带来了一定困难[1]。为了解决这一问题，必须研究适用于我国现阶段大规模互联电网的符合额模型和建模方法。

已有研究能够充分证明，电力系统负荷模型的选取对电力系统稳定性分析具有非常重要的影响[10-11]。

三、主要研究内容

1、了解风力发电的发展概况和负荷建模的基础理论。

2、研究风力发电在配网负荷里不同的容量比较下对负荷特性的影响。

3、定量误差分析来验证模型的正确性。

^范文提纲

一、综述

（一）课题研究的背景和意义

（二）负荷建模的国内外发展现状

（三）本文主要研究内容

二、风力发电机的初步研究

 (一)风力发电机组的数学模型

 (二)风力发电机参数的辨识

 (三)小结

三、电力系统负荷侧加入风电机组的仿真及分析

 (一)动态仿真系统

 (二)辨识程序

 (三)仿真实验与建模结果

 1、功率拟合曲线

 2、参数辨识结果汇总

 3、误差分析

四、结论

五、参考文献

参考文献

[1]崔广胜.考虑风力发电的负荷特性研究[Z]. 中国知网. ://cnki.net.2008年12月1日

[2]邵自甦.电力负荷建模在电力系统中的重要意义[J].内蒙古石油化工，2006年第8期

[3]张红斌.负荷建模技术的研究现状与未来发展方向[J].电网技术，2007年2月第4期 

[4]苏小林.MATLAB及其在电气工程中的应用 [M].机械工业出版社，2014年第三版

[5]贺仁睦，王卫国.广东电网动态负荷实测建模及模型有效性研究 [J].中国电机工程学报，2012年3月第3期

[6]全球风电统计数据 [Z].Global Wind Energy Council. .gwec.net，2017年4月

[7]朱永强,王伟胜.风电场电气工程 [M].机械工业出版社，2012.9（2015.1重印）

[8]贺仁睦.负荷模型在电力系统计算中的作用及发展 [J].华北电力学院学报，1985，No.3:1~8

[9]叶杭冶.风力发电系统的设计、运行与维护 [M].电子工业出版社，2014年8月第二版

[10]鞠平，谢会玲，陈谦.电力负荷建模研究的发展趋势[J].电力系统自动化，2007，31（2）：1-4.

[11]孙华东，周孝信，李若梅.感应电动机负荷参数对电力系统暂态电压稳定性的影响 [J].电网技术，2005，29（23）：1-6.

[12]李立理，陆超，综合负荷模型的电动机参数独立性分析和主导参数选取 [J].电力系统自动化，2009，33（13）.