[發(fā)明專利]一種含風(fēng)電場的大電網(wǎng)可靠性的評(píng)估方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310716801.3
• 申請日: 2013-12-23
• 公開（公告）號(hào): CN103701120A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 毛安家;高忠旭;黃昀思;陳得治;宋云亭
• 申請（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué);中國電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): H02J3/00
• 分類號(hào): H02J3/00
• 代理公司: 北京麟保德和知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11428
• 代理人: 韓建功

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)可靠性評(píng)估技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種含風(fēng)電場的大電網(wǎng)可靠性的評(píng)估方法。

背景技術(shù)

隨著世界能源需求的日益增長和可再生資源的開發(fā)和利用，風(fēng)能作為可再生清潔新能源越來越受到人們的重。風(fēng)力發(fā)電由于技術(shù)發(fā)展成熟并且發(fā)電成本相對較低而成為常規(guī)能源最主要的一種替代形式。由于風(fēng)能具有間歇性和隨機(jī)性，在時(shí)間和空間上的分布具有很大的不均勻性，風(fēng)電場的功率輸出隨風(fēng)能資源、時(shí)間和空間的變化而波動(dòng)，大規(guī)模風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)后會(huì)對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來很大的影響，尤其是對大電網(wǎng)可靠性可靠性產(chǎn)生影響，傳統(tǒng)的大電網(wǎng)可靠性評(píng)估模型和指標(biāo)體系無法滿足要求，需要提出一種新的含風(fēng)電場的大電網(wǎng)可靠性的評(píng)估方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)的存在的問題，本發(fā)明提出一種含風(fēng)電場的大電網(wǎng)可靠性的評(píng)估方法，其特征在于，該方法具體步驟如下：

步驟一：建立風(fēng)電場時(shí)序功率輸出模型；

步驟二：將步驟一的模型和大電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)合，建立含風(fēng)電場的大電網(wǎng)可靠性模型，包括如下子步驟：

子步驟21）建立元件的序貫概率仿真模型；

子步驟22）建立常規(guī)發(fā)電機(jī)組的序貫概率仿真模型；

子步驟23）利用時(shí)序負(fù)荷曲線，建立大電網(wǎng)時(shí)序負(fù)荷模型；

子步驟24）建立含風(fēng)電場的大電網(wǎng)時(shí)序負(fù)荷模型；

步驟三：建立含風(fēng)電場的大電網(wǎng)可靠性評(píng)估的指標(biāo)體系；

步驟四：讀入風(fēng)電場接入大電網(wǎng)后的整個(gè)系統(tǒng)的基本參數(shù)數(shù)據(jù)，設(shè)置仿真年數(shù)m；

步驟五：讀入歷史風(fēng)速數(shù)據(jù)，運(yùn)用ARMA模型進(jìn)行模擬，仿真m年的風(fēng)速數(shù)據(jù)，基于步驟一中風(fēng)電場時(shí)序功率輸出模型，求取風(fēng)電場功率輸出曲線；

步驟六：根據(jù)含風(fēng)電場大電網(wǎng)可靠性模型子步驟21），對大電網(wǎng)中的元件狀態(tài)持續(xù)時(shí)間抽樣，得到相應(yīng)的持續(xù)時(shí)間與故障時(shí)間，形成元件的狀態(tài)序列；

步驟七：根據(jù)含風(fēng)電場大電網(wǎng)可靠性模型子步驟22），形成發(fā)電機(jī)組的狀態(tài)序列；

步驟八：將子步驟24）中得到的含風(fēng)電場的大電網(wǎng)時(shí)序負(fù)荷看成是負(fù)的負(fù)荷，再與步驟六和步驟七得到的狀態(tài)序列相結(jié)合，形成含風(fēng)電場的系統(tǒng)狀態(tài)序列；

步驟九：按時(shí)間順序依選取步驟八中系統(tǒng)狀態(tài)序列中的狀態(tài)，然后依次對選取的每個(gè)狀態(tài)進(jìn)行判斷，如果后評(píng)估的系統(tǒng)狀態(tài)與前面評(píng)估過的系統(tǒng)狀態(tài)一樣，則直接讀入前面的評(píng)估結(jié)果；如果不一樣，則進(jìn)入步驟十，對該狀態(tài)進(jìn)行分析；

步驟十：判斷該狀態(tài)下系統(tǒng)是否解列，如果不能夠解列，則對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行分析；如果能夠解列，則將整個(gè)系統(tǒng)分解成各個(gè)子系統(tǒng)，進(jìn)入步驟十一，分別對每個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行分析；

步驟十一：判斷各個(gè)子系統(tǒng)發(fā)電總?cè)萘渴欠駶M足負(fù)荷，如果不滿足，則削減負(fù)荷；

步驟十二：計(jì)算上面選取的系統(tǒng)狀態(tài)下系統(tǒng)的直流潮流，以此來判斷輸電線路功率是否越限，若越限，則采用相應(yīng)的負(fù)荷切除策略削減負(fù)荷；若不越限，則進(jìn)入步驟十三；

步驟十三：計(jì)算各母線的切負(fù)荷量、系統(tǒng)總切負(fù)荷量，判斷是否滿足收斂判據(jù)，若滿足則進(jìn)入步驟十四；若不滿足，則返回步驟九；

步驟十四：輸出系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)。

所述步驟一風(fēng)電場時(shí)序功率輸出模型建立步驟如下：

11）錄入風(fēng)電機(jī)組的基本參數(shù)數(shù)據(jù)；所述基本參數(shù)數(shù)據(jù)包括風(fēng)電機(jī)組的故障率、修復(fù)率，風(fēng)電場風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)，仿真年數(shù)；

12）統(tǒng)計(jì)大量歷史風(fēng)速數(shù)據(jù)，建立ARMA風(fēng)速預(yù)測模型，并依據(jù)仿真年數(shù)模擬給出時(shí)序風(fēng)速數(shù)據(jù)；

13）運(yùn)用風(fēng)電機(jī)組停運(yùn)模型來模擬抽樣得出風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行持續(xù)時(shí)間和故障恢復(fù)時(shí)間，建立風(fēng)電機(jī)組的正常運(yùn)行和故障停運(yùn)的時(shí)序過程；

14）基于步驟12）中得到的時(shí)序風(fēng)速數(shù)據(jù)，依據(jù)Jensen尾流損失模型，計(jì)算通過尾流效應(yīng)后通過各風(fēng)電機(jī)組轉(zhuǎn)子處的風(fēng)速；

15）依據(jù)風(fēng)電機(jī)組的功率特性曲線，求取步驟14）中得到的某一風(fēng)速數(shù)值的功率輸出，并將風(fēng)電場內(nèi)各機(jī)組輸出功率相疊加，建立風(fēng)電場的時(shí)序功率輸出模型。

所述步驟13）中風(fēng)電機(jī)組停運(yùn)模型為：假設(shè)風(fēng)電機(jī)組正常持續(xù)時(shí)間和故障修復(fù)時(shí)間服從指數(shù)分布，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的隨機(jī)停運(yùn)用正常運(yùn)行持續(xù)時(shí)間和故障修復(fù)時(shí)間來描述，其中

正常持續(xù)運(yùn)行時(shí)間t₁為：