基于概率分配法的含风电电力系统概率小扰动稳定分析

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1、分类号学号M201271137学校代码10487密级硕士学位论文基于概率分配法的含风电电力系统概率小扰动稳定分析学位申请人：黄莹学科专业：电力系统及其自动化指导教师：程时杰教授文劲宇教授答辩日期：2015年5月22日AThesisSubmittedinPartialofFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringProbabilisticSmallSignalStabilityAnalysisofWindIntegratedPowerSystemsUsingPCMCandidate:Hu

2、angYingMajor:PowerSystemanditsAutomationSupervisor:ProfessorShijieChengProfessorJinyuWenHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay22,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其它个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识

3、到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在______年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要随着风电的不断开发利用和并网渗透率的不断

4、提高，风电的随机性和波动性给电力系统带来了极大的不确定因素，使其安全稳定运行面临严峻挑战。因此，大规模风电并网后对电力系统的小干扰稳定性的影响值得关注。传统确定性小扰动分析方法由于不能考虑风电的不确定性而无法真实反映实际电力系统的安全运行水平。基于此，本文基于概率分配法（ProbabilisticCollocationMethods，PCM）提出了一种计及风电不确定性的互联电力系统概率小扰动稳定分析方法，适用于研究风电接入对互联电力系统小扰动稳定性的影响。本文首先详细介绍了四种在电力系统不确定性评估中常用概率分析方法-蒙特卡洛法（MonteCarlo，MC）、点估

5、计法（PointEstimationMethods，PEM）、半不变量法（CumulantMethods，CM）和概率分配法，通过概率潮流计算比较上述方法的准确性和计算效率，总结PCM相对于其它方法在电力系统不确定性评估中的优势。其次，研究了PCM在传统电力系统概率小扰动分析中的应用。根据特征值分析法的机理和基本概念，建立输入变量的PCM模型，并详细介绍了基于PCM的传统电力系统概率小扰动特性分析流程。通过仿真表明：通过PCM法计算得到主导振荡模式的振荡频率以及阻尼比的概率分布特性，其结果与MC法保持一致，具有良好的准确性，且计算效率远高于MC法，可以准确高效地得

6、到系统小扰动特性。最后，提出了一种基于PCM分析的含风电电力系统的概率小扰动稳定性分析方法。考虑到实际中风电出力的非连续性，建立了风电出力的PCM概率模型，提出了适用于含风电互联电力系统概率小扰动稳定性评估指标，并给出了基于PCM的风电互联电力系统的概率小扰动稳定分析的详细步骤。对含风电的新英格兰10机39节点系统进行仿真分析表明：本文所建立的风电出力PCM模型能够准确的反映风电的运行特性，随着风电接入容量的增加，整个风电系统的小扰动稳定性特性呈现降低趋势。关键词：风电；不确定性；概率分配法；概率小扰动稳定分析；双馈感应发电机；风功率概率模型I华中科技大学硕士学位

7、论文ABSTRACTWiththecontinuousexploitationandincreasingpenetrationofwindpower，thewind’srandomicityandfluctuationhavebroughtgreatuncertainties,highlightingtheissueofsecureandstableoperationofthepowersystem.Therefore,itisworthypayingattentiontotheimpactoflarge-scalewindpowerintegrationonsm

8、allsi