本文是一篇电力论文，电力系统是由发电厂、送变电线路、供配电所和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输电、变电和配电将电能供应到各用户。（以上内容来自百度百科）今天为大家推荐一篇电力论文，供大家参考。
第一章 绪论
近年来，得益于风力发电的快速发展，创造了巨大的经济、社会效益。然而，由于风电出力的不确定性，尤其是当大规模的风电并网后，对电网的作用也日益突出。准确地对地区电网的风电消纳能力进行评估，既可避免对地区风能资源的浪费，也可防止因风电发展过快而导致的“弃风”问题。本文通过对现有研究方法的总结及存在问题的分析，从电网的调峰能力、静态安全和暂态故障稳定等影响电网消纳风电能力主要因素的角度出发，研究了电网风电消纳能力综合评估方法。本章将对这一课题的研究背景与意义，以及目前电网风电消纳能力评估方法做出简单介绍与总结，并对本文的内容结构做出具体的安排。
1.1 课题研究背景及意义
自 20 世纪 70 年代以来，随着社会和经济的快速发展，人类对能源的需求与日俱增，由此产生的环境污染和能源枯竭等问题日益严重。因此，提高新能源的出力占比，降低对传统能源的依靠，已成为越来越多国家的一项重要发展战略。在目前可开发利用的新能源中，风能因其储量巨大、无污染和便于开发等优点，成为了目前最受欢迎的新能源。根据全球风能理事会相关统计，自 2000 年以来，全球风电发展迅速，如图 1-1 所示。其中，2006-2009 年为全球风电的快速增长期，年平均增长率约为 30%~40%；2009-2013年为全球风电发展的平稳期，在此阶段内全球风电的年增长率基本保持不变；2013 年至今，全球风电的发展速度明显加快，进入了新的快速发展阶段。2015 年全球风电新增装机容量比例统计情况如图 1-2 所示，其中排名前三的国家依次为中国、美国和德国，合计占据全球 71.5%的新增市场份额[1]。
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1.2 地区电网风电消纳能力评估方法研究现状
目前，各个国家的专家学者已经对地区电网的风电消纳能力评估方法作了大量的研究。从评估手段和评估角度进行划分，其主要可分为工程化方法、制约因素法、时域仿真法和数学优化法等。工程化方法常参照历史经验，并通过估算来衡量地区电网的风电消纳能力。在工程化方法中，风电场短路容量比和风电穿透功率极限为估算过程中需要用到的两个指标。文献[4]归纳了制约电网风电消纳能力的关键因素，并对风电场短路容量比和风电穿透功率极限两个指标的物理含义进行了说明。文献[5]利用短路容量比评价指标计算地区电网最大可消纳风电容量，但典型算例的计算结果表明使用此方法存在局限性。工程化方法具有使用简单、易于理解等优点，但由于其并未考虑到系统运行方式的多变性，也未考虑到其他限制地区电网消纳风电的因素，仅使用此方法评估地区电网可消纳最大风电容量时往往误差较大。
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第二章 地区电网风电消纳能力影响因素分析
2.1 引言
第一章介绍了风电发展的现状，分析了大规模风电并网后对电网的影响，同时综述了目前电网风电消纳能力的评估方法。为了全面、准确地对地区电网的风电消纳能力进行评估，需要从多个角度进行综合考虑，为此，本章总结了制约电网风电消纳能力的主要因素。
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2.2 影响地区电网风电消纳能力的主要因素
风电的出力特点和风电机组的类型均会对地区电网的风电消纳能力造成影响，具体如下[29-30]：（1）风电出力大多具有反调峰特性。风电场往往在夜间大发，造成高峰负荷时风电出力较小，而低谷负荷时风电出力较大，导致系统的等效峰谷差变大，从而加大了电网的调峰难度；（2）风电出力具有随机性和波动性。随着风速的不断变化，风电场的整体出力也随之变化，为了确保电网安全稳定地运行，须留出足够的旋转备用容量以平抑风电的不确定性出力；（3）风电机组的无功特性。鼠笼异步感应风机在运行过程中会吸收一定的无功，永磁直驱风机和双馈感应风机在运行过程中可控制并网输出无功，不同类型的风机在运行过程中，对并网点电压的影响不同；（4）风电机组的低电压穿越能力。对于无低电压穿越能力的风力发电机组，电网发生故障后，风电场内的风机可能会脱网，将对系统的稳定性造成冲击。大规模风电并网后，将对整个电网的调度、调峰、和稳定性等造成影响，结合对风电出力特点的分析，可知影响电网风电消纳能力的因素有：风资源概况、电网调峰能力、静态安全和稳定性约束等[31]，如图 2-1 所示。
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第三章 地区电网消纳大规模风电后备用容量需求分析..........17
3.1 引言........ 17
3.2 随机生产模拟算法的基本概念及数学原理............. 17
3.3 随机生产模拟算法中对风电场的处理............ 20
3.4 基于可靠性指标约束下的系统备用容量计算.......... 26
3.5 实例分析.......... 28
3.6 小结........ 33
第四章 地区电网风电消纳能力评估方法....34
4.1 引言........ 34
4.2 基于调峰能力约束下的电网风电消纳能力评估...... 34
4.3 基于静态安全约束下的电网风电消纳能力评估...... 36
4.4 基于暂态稳定约束下的电网风电消纳能力评估...... 40
4.5 地区电网风电消纳能力评估方法总结............ 42
4.6 小结........ 43
第五章 桂林电网风电消纳能力评估............44
5.1 引言........ 44
5.2 桂林电网建模及仿真手段............ 44
5.3 桂林电网及风电发展概况............ 45
5.4 桂林电网风电消纳能力评估........ 47
5.5 小结........ 58
第五章 桂林电网风电消纳能力评估
5.1 引言
第四章分别从调峰约束、静态安全约束和暂态稳定约束的角度研究了计算电网风电消纳能力的评估方法，并总结了评估电网风电消纳能力的基本流程。本章以桂林电网为例，从限制电网消纳风电能力的因素出发，分别从调峰约束、静态安全约束、暂态稳定约束的角度，对 2018 年桂林电网的风电消纳能力作了全面的评估。数字仿真及电网计算程序 DIgSILENT（DIgital SImuLation and Electrical NeTworkcalculation program）最早由德国 DIgSILENT 公司于 1976 年研发，是一款集成度高、功能强大、实用性强的仿真软件[48]。DIgSILENT 被广泛应用于电力行业，国内外认可度高，现已成为科研工作者、高校研究者及从事电力行业相关工作人员的重要仿真工具。DIgSILENT 具有功能强大、简单易用、计算精度高、开放性好等优点。DIgSILENT软件涵盖了几乎常用的全部电力系统分析功能，如 AC/DC 潮流计算分析、机电暂态/电磁暂态动态仿真、谐波分析、保护分析、可靠性分析等；仿真精度高，在电磁暂态仿真时数据变量均采用三相瞬时值进行表示，且考虑无源网络元件的动态变化特性，因此具有较高的计算精度；具有十分丰富的元件模型库，各个元件模型的参数设置更加符合实际，此外模型库还为各网络原件如发电机、变流器等提供了种类丰富的控制器模型，极大地方便了用户自定义编写；开放的数据接口，为了更好地与外部数据进行交互，DIgSILENT 软件中预留了很多的接口，包括 C 接口，MATLAB 接口和 API 接口等。DIgSILENT15.1 软件界面说明如图 5-1 所示。
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结论
电网消纳风电能力受系统调峰能力、静态安全和暂态稳定等多个方面因素的共同制约。研究综合考虑多种制约因素的电网风电消纳能力评估方法，准确地对一个地区电网的风电消纳能力进行评估，可有效降低风电出力不确定性对电网造成的不利影响，同时避免“弃风”现象的发生，对于地区电网的安全运行及地区风电的健康发展均具有重要的现实意义。本文的主要研究内容和研究成果如下：
（1）研究了影响地区电网风电消纳能力的主要因素，包括调峰约束、静态安全约束和暂态稳定约束等，并详细分析了每种约束条件下的具体限制因素。
（2）研究了大规模风电并网后对系统备用容量的需求。利用随机生产模拟算法，考虑风电场出力的随机性和水火电机组偶然退出运行等不确定因素，对大规模风电并网后系统所需的备用容量进行了评估。
（3）研究了地区电网风电消纳能力综合评估方法。首先，基于调峰约束，利用随机生产模拟算法评估了大规模风电并网后系统所需的备用容量，进而对传统评估方法的评估结果进行了修正；其次，基于静态安全约束，利用 DIgSILENT 软件和 MATLAB 软件相结合的形式，提出采用“枚举法”的搜索策略，通过对各接入点的接入风电容量合理布局，提高了地区电网消纳风电的能力；基于暂态稳定约束，设置较为严重的三相永久性短路故障，评估了规划建设风电接入对系统暂态稳定性的影响；最终，得到了同时满足调峰约束、静态安全约束和暂态稳定约束的电网最大可消纳风电容量。#p#分页标题#e#
（4）研究了 2018 年桂林电网的风电消纳能力。利用 DIgSILENT 仿真软件搭建桂林电网模型，分别从调峰约束、静态安全约束、暂态稳定约束的角度评估桂林电网的风电消纳能力，最终得到了 2018 年桂林电网的最大可消纳风电容量。
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参考文献（略）
