考虑风电出力和负荷不确定性的电—气综合能源系统概率能流算法研究

发布时间：2024-03-23 15:37

　　新能源风电和天然气以绿色清洁、储量丰富等优点得到迅速推广。随着天然气网的扩张及燃气式发电和电驱动压缩机的应用普及,使得电力与天然气在大范围、长距离实现综合规划建设成为可能。稳态能流分析是电-气综合能源系统(Electricity-Gas Integrated Energy System,EG-IES)进行规划设计的基础。随着负荷种类和耗量的不断增加,以及风电的大规模接入,这给EG-IES整体带来了极大的不确定性。为考量不确定因素对系统的影响,稳态能流计算将耗时耗力且效果不佳,因此,概率能流研究具有十分重要的实际意义。本文对EG-IES,首先进行稳态能流分析。进而考虑风电出力和负荷的不确定性,针对传统多线性蒙特卡洛概率能流算法在确定分段基准时存在的不足,提出基于K-means聚类技术改进的多线性蒙特卡洛概率能流算法。本文主要工作如下:(1)研究电力网和天然气网中典型元件结构,及电-气耦合处能量转换关系,从而建立电-气综合能流方程,提出基于Newton-Raphson的稳态多能流求解方法;(2)建立风电出力和负荷两者随机变量的概率分布模型,针对具有相关性的随机变量,采用Nataf逆变换生成...

【文章页数】：86 页

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致谢
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 电力系统概率潮流算法
        1.2.2 综合能源系统区域的划分
        1.2.3 综合能源系统概率能流算法
    1.3 本文主要工作
2 EG-IES建模及稳态能流求解
    2.1 电力网络建模
        2.2.1 发电机模型
        2.2.2 负荷模型
        2.2.3 电力线路模型
    2.2 天然气网络建模
        2.2.1 天然气管道模型
        2.2.2 天然气压缩机模型
    2.3 电-气耦合部分建模
        2.3.1 燃气发电机组模型
        2.3.2 能源集线器模型
        2.3.3 电压缩机模型
    2.4 EG-IES稳态能流求解
        2.4.1 EG-IES中变量的分布
        2.4.2 Newton-Raphson算法基本原理
        2.4.3 电-气统一综合能流方程的求解
    2.5 EG-IES稳态能流仿真分析
        2.5.1 算例参数介绍
        2.5.2 EG-IES多能流算例结果
    2.6 本章小结
3 EG-IES概率能流算法
    3.1 负荷和风电出力的不确定性建模
        3.1.1 负荷的概率分布模型
        3.1.2 风电出力的概率分布模型
    3.2 基于Nataf逆变换理论的相关性随机变量样本的生成方法
        3.2.1 Nataf逆变换理论
        3.2.2 负荷、风电出力的相关性样本生成
    3.3 传统多线性蒙特卡洛算法
        3.3.1 传统蒙特卡洛概率能流算法
        3.3.2 传统线性蒙特卡洛概率能流算法
        3.3.3 传统多线性蒙特卡洛概率能流算法
    3.4 基于K-means聚类技术改进的多线性蒙特卡洛概率能流算法
        3.4.1 随机变量整体灵敏度系数的确定
        3.4.2 基于改进K-means技术对随机变量样本聚类分析
        3.4.3 改进的多线性蒙特卡洛算法
        3.4.4 算法流程图
    3.5 本章小结
4 EG-IES概率能流仿真分析
    4.1 算例描述
    4.2 改进K-means技术对随机变量样本的聚类效果分析
        4.2.1 随机变量整体灵敏度系数的比较
        4.2.2 最佳聚类数目的确定
        4.2.3 随机变量样本的聚类效果
    4.3 概率能流算法的准确度与时效性
    4.4 本章小结
5 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集



本文编号：3936125