经济和人体健康均构成了严重威胁。开发利用新能源已经成为世界能源可持续发展战略重要组成部分。当前，风力发电是可再生能源开发利用中技术最成熟最具开发规模和商业化发展前景的发电形式，由于其在减轻环境污染调整能源结构促进可持续发展等方面的突出作用，风力发电是本世纪重要的绿色能源，是化石能源发电的重要替代能源之。此外，风电和火电水电及核电相比，建设周期短见效快，建设个大型风电场只需要不到年的时间，因此风电直是世界是增长最快的清洁能源具有良好的发展前景。到年底，世界风力发电的装机容量已经超过了亿千瓦，年均增长率高达。根据欧洲风能协会和绿色和平组织等有关国际机构预计，到年风力发电将占世界电力供应总量的。近年来在国家政策的扶持下，我国风电产业发展势头迅猛。数据显示，年我国新增风电装机容量万瓦，总装机容量累计达到万千瓦，成为继美国德国西班牙之后世界第四的风电大国。风电设备制造厂商也由年的多家发展到年的多家，增长了倍还多。按照年新能源产业振兴规划草案，力争用十多年时间，在河北内蒙古甘肃江苏吉林等地形成几个上千万千瓦级的风电基地，争取实现到年风电装机规模亿千瓦左右。这意味着我国风电产业由此进入到快速发展时期。然而风电的发展并不是可以令人高枕无忧的。传统发电厂的出力都是可控的，而风电场的出力是不可控的，风电场出力的频繁波动，需要其他常规电场出力及系统备用的频繁改变。此外，风电场并网后，将给电力系统带来系列的影响，其涉及的方面包括电能质量潮流分布电力调度电力市场等。随着风电总装机容量的增加并网风电容量占系统总容量的比例增大，这些问题将会严重影响电力系统的安全性可靠性经济性等指标。因此有必要对大规模风电并网对电网引起的系统运行与稳定的问题进行分析探讨，并在此基础上提出相关的技术解决措施其中很重要的就是风电并网对电网的可靠性的影响研究以及随之而来的备用容量的问题。增加系统定量的备用，平抑风力发电并网对系统的不利影响，达到可再生资源充分利用和电能供给可靠性的统，具有重要的社会意义和经济价值。国内外风电发展现状从全球的角度来看，风能资源有两大特点蕴量巨大，分布广泛。研究显示，全球风能可利用资源量为万亿硕士学位论文，上海交通大学，致谢在论文完成之际，我谨向所有给过我悉心指导和热心帮助的老师同学表示衷心的感谢。首先，感谢宋成宝导师，论文的完成离不开宋老师直以来的指导督促。而且在教学期间宋老师直严谨睿智丝不苟，课堂气氛活跃，深受同学们的喜爱。在此谨向宋老师表示深深的感谢和最崇高的敬意。祝宋老师健康平安，万事如意。谢谢电气系其他老师直接或者间接的指导。邵文强年六月日山东农业大学毕业论文基于蒙特卡罗方法的风电并网对电力系统可靠性的影响院部机械与电子工程学院专业班级电气班届次届学生姓名邵文强学号指导教师宋成宝二О五年六月日装订线目录摘要绪论课题研究的背景和意义国内外风电发展现状国外风电发展现状国内风电发展现状风速预测模型概率抽样法时间序列法风电机组转换模型风电机组出力特性曲线风电转换模型基于模特卡罗方法的电力系统可靠性评估电力系统可靠性评估指标电力系统可靠性评估基本流程状态枚举法的基本思想蒙特卡罗法基本思想非序贯蒙特卡罗模拟法序贯蒙特卡罗模拟法风电并网对系统可靠性影响引言含风电场的电力系统可靠性评估发电系统可靠性模型负荷模型含风电场的发电系统可靠性评估计算流程算例分析结论与展望全文总结研究工作展望参考文献致谢绪论课题研究的背景和意义世纪特别是年代以来，随着世界经济的迅猛发展，人类对能源的需求成倍增长，能源工业也以前所未有的规模发展。但由此而带来的些问题，也引起了许多国家基于蒙特卡罗方法的风电并网对电力系统可靠性的影响邵文强山东农业大学机械与电子工程学院泰安摘要风力发电是世纪重要的绿色能源，也是非可再生能源最重要的替代能源之。然而，风能具有较强的随机性和波动性，使得接入电网的风电穿透功率呈现剧烈的波动特性。大量风电并网对电力系统的安全稳定运行带来了挑战，其影响也越来越广泛和复杂，开展风电并网带来的系列技术问题的相关研究非常重要和迫切。全文主要内容可总结为首先，介绍了风电机组模型。简单给出了两种风速预测方法，分别为随机数模拟法和时间序列法。然后，介绍基于蒙特卡罗方法建立了含风电场的电力系统可靠性评估模型。最后通过改变风电并网的条件，观察大规模风力发电并网对系统可靠性的影响。关键词电力系统风电并网蒙特卡罗方法可靠性评估荷模型。在所研究的周期内按时间顺序列出日最大负荷。负荷周期的选择，应根据系统实际情况和计算要求来确定，可以是周天月或者年。本文中选择的负荷模型为确切负荷模型，选择的时间段是个月。对过去几年的用电负荷的大量数据进行了概率统计，回归分析，得到年中每日尖峰用电负荷。模拟模型假设负荷每天的变化是离散的，而且这个离散的值维持天。由于这种负荷模型不考虑天中负荷的变化，因此用这种负荷模型算得的电力不足期望值或电力不足概率值只能反映电力不足的风险，不能反映电力不足的概率持续时间和严重程度。含风电场的发电系统可靠性评估计算流程采用蒙特卡罗模拟方法来模拟含风电场的电力系统运行过程，可以体现出风能的随机性和风速随时间连续变化的特点。这里只讨论发电系统，暂不考虑输电网络故障情况。其计算流程图如图所示图含风电场的电力系统可靠性评估流程图算例分析根据上述风电场模型以及算法流程，本文编写程序实现了时序蒙特卡罗抽样仿真，算例以测试系统进行分析。该测试系统由台机组组成，总装机容量是，峰荷是，其结构如图所示，图中机组变压器线路参数以及负荷模型见文献。图测试系统直接并入风电机组任意取该测试系统的个节点，本文取节点，在该节点并入容量为的风电机组，并入不同数目该机组时的系统可靠性参数和的变化情况如图和图。图并入风电机组数目对的影响图并入风电机组数目对的影响从图和图中可以看出，随着并入风机容量的增大，系统地可靠性逐渐提高。但是在该曲线末尾，可靠性的提高已经非常缓慢。这是因为系统的负荷需求已经得到满足。由此说明在直接并入风电容量的情况下，随着风电容量的增大，风电对系统可靠性的贡献逐渐减小。刚开始，系统的可靠性参数能够得到显著提高，而在系统并入定容量风机后，系统的可靠性基本饱和。用风电机组代替常规机组在该节点并入不同数目的容量为的风电机组，同时减少该节点相同容量的传统机组，并入不同数目该机组时的系统可靠性参数和的变化情况如图和图。图并入风电机组数目对的影响图并入风电机组数目对的影响从图和中可以看出，随着并入风机容量的增大，系统地可靠性参数依次增大，系统的可靠性下降。这是由于风电机组的出力随着风速的变化而变化，虽然减少的常规机组容量已用风电代替，但是，风些需要改进或者需要深入研宄的问题，可以概括为本文使用的蒙特卡罗仿真所需的时间较长，可以进步改进相关抽样算法，以提高性能，减少仿真时间。本文对于考虑负荷不确定性所给出的负荷模糊概率模型比较简单，可以进步研究更精确，更能反映负荷不确定性的模型。本文所讨论的储能装置模型和风电机组模型较为简单，进步的研究可以引入更复杂的模型来讨论。没有考虑风电场的尾流效应，风电场模型较为简单，进步的研究应引入尾流效应来讨论。参考文献国际新能源网年年全球风电累计装机容量统计钱伯张可再生能源发展综述科学出版社，吴国华中国节能减排战略研究经济科学出版社，原鲲，王希麟风能概论化学工业出版社，国际新能源网年年中国风电累计装机容量统计中国可再生能源学会风能专业委员会年中国风电装机容量统计杨秀媛，肖洋，陈树勇风电场风速和发电功率预测研究中国电机工程学报，杨叔子，吴雅，王治藩等时间序列分析的工程应用武汉华中科技大学出版社刘威，赵渊，周家启计及风电场的发输配电系统可靠性评估