7、分布式发电能源与负载建模

分布式发电能源与负载建模

1. 引言

如今，绿色能源技术因能满足不断增长的能源需求、抵消化石燃料价格波动、提高供电质量和效率以及减少排放而受到广泛认可。电力市场的重组促使配电公司维持可靠、经济且安全的电力服务。随着电网的快速扩张，能源需求的增加使配电网的运行和控制成为电力公司面临的一项艰巨而复杂的任务。各国都在努力提高可再生能源的占比，目标是到2030年底使可再生能源发电占全球发电总量的45%。

然而，可再生能源发电的大规模接入给电力和能源系统带来了新的挑战。风能发电的份额正在迅速增长，风力涡轮机的输出受风速、风向和地理位置等多种因素影响。可再生能源在技术和环境方面的进步，以及电力基础设施的变革，使得可再生分布式发电（DG）成为一种明智的替代能源解决方案。虽然已有许多方法用于挖掘可再生DG在技术、经济和环境方面的优势，但这些研究大多未考虑负载变化和不可调度可再生DG功率的间歇性影响。在电力行业的市场化环境下，DG被视为提高配电系统效率的替代方案，其能源来源既可以是太阳能光伏、风能、生物质能、太阳能热系统和小型水电等可再生能源，也可以是非可再生能源。

2. 风力涡轮机系统的数学模型

• 风速与功率计算
  • 风速与风力涡轮机高度有关，可通过公式 (v_2 = v_1 (\frac{h_2}{h_1})^{\rho}) 计算，其中 (\rho) 是摩擦系数，正常运行条件下为0.20，极端运行条件下为0.11。
  • 特定风速下的风力发电功率为 (P_w = \frac{1}{2} \rho A_s v^3 C_p)，其中 (A_s) 是风速和转子叶片扫过的面积，(\