[發明專利]基于風電波動在線風險評估的預防控制方法

有效

• 申請號: 201610052509.X
• 申請日: 2016-01-26
• 公開（公告）號: CN105741025B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 贠志皓;豐穎
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 趙妍

本發明公開了基于風電波動在線風險評估的預防控制方法，利用基于風電波動的馬爾科夫鏈模型預測未來時刻t_h+1時風電出力區間及相應的概率；對于每個預測的風電出力區間，利用局部線性化處理的方法來預估電網運行狀態；利用所求結果以及能夠反應靜態電壓穩定裕度的嚴重度函數求得相應風電出力區間的嚴重度；利用得到的結果求得一個計算周期內的運行風險指標，判斷風險指標是否超過設定門檻值，若超過設定門檻值，則進入預防控制模型，在不棄風的前提下，采取預防控制確保風電隨機波動導致的電網運行狀態變化處于穩定域內，降低短期風電波動引起的運行風險，將風險指標控制在設定門檻值以下，若在設定的門檻值范圍內則進行下一個時刻的風險評估。

技術領域

本發明涉及電網安全評估技術領域，尤其涉及一種基于風電波動在線風險評估的預防控制方法。

背景技術

風能作為新型的清潔能源，成為世界上很多國家能源戰略的發展重心。中國風電裝機容量在2014年達到114GW，排名世界第一位，并且政府計劃直至2020年，風電每年的裝機容量至少增加20GW。風電的大力發展可以減少溫室氣體的排放，節約化石能源的消耗，但由于風電出力的不確定性和間歇性，其大規模并網給電網安全運行帶了了巨大的挑戰。

隨著風電并網容量的不斷增加，高滲透率下的風電隨機性、不可控多出力場景對電網靜態電壓安全的影響日趨顯著，文獻“Simulation and analysis of small andmedium size power systems containing wind turbines”采用數字仿真方法分析了風電機組對系統靜態電壓波動的影響，文獻“基于P-V曲線的風電場接入系統穩態分析”“基于分岔理論的含風電場電力系統靜態電壓穩定問題研究”分別采用PV曲線和分岔理論研究風電場接入對電力系統靜態電壓穩定性的影響，指出高功率風電注入時系統會發生電壓崩潰。2012年，張北風電基地在無任何系統故障時，電壓發生大幅波動導致風電機組大面積連鎖脫網，造成嚴重經濟損失。理論分析和實際運行情況均表明風電隨機波動對電網靜態安全有著不可忽視的影響。然而目前基于風電出力隨機性電網風險的預防控制研究較少，亟需從靜態電壓安全風險的角度在線預防控制保持系統電壓在穩定域內運行。

目前，基于風險的預防控制已經取得了一些研究成果。文獻“Risk based voltagesecurity assessment”和文獻“靜態電壓穩定風險評估”分別以線路過載和電壓越限的綜合風險指標最小和連鎖故障風險最小最小為目標，進行預防控制，文獻“Impact ofStochastic Generation in Power Systems ContingencyAnalysis”提出以連鎖故障風險最小為目標的預防控制，但上述文獻都未考慮預防控制的成本問題。文獻“RiskAssessment of Generation and Transmission Systems ConsideringWindPowerPenetration”以最小控制代價為目標，可以滿足正常運行和故障運行狀態下的約束條件。上述文獻中預防控制針對的都是線路開斷構成的故障集合，未涉及功率波動的不確定性，而隨著風電滲透率的提高，風電出力隨機波動導致的安全問題將日趨顯著，但針對風電出力隨機波動的在線預防控制尚缺乏探討。

發明內容

本發明的目的就是為了解決上述問題，提供一種基于風電波動在線風險評估的預防控制方法，建立了綜合衡量風電出力不確定性、經濟性和安全性的預防控制數學模型，計算速度快，在風險評估和預防控制方面更適用于在線決策。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

基于風電波動在線風險評估的預防控制方法，包括以下步驟：

步驟一，當前時刻為t_h，利用基于風電波動的馬爾科夫鏈模型預測未來時刻t_h+1時風電出力區間及相應的概率；

步驟二，對于每個預測的風電出力區間，利用局部線性化處理的方法來預估電網運行狀態；