[發(fā)明專利]一種融合光伏電站元件級(jí)和系統(tǒng)級(jí)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710354167.1
• 申請(qǐng)日: 2017-05-18
• 公開（公告）號(hào): CN107256448B
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 湯奕;陶蘇朦;戴劍豐
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/10
• 分類號(hào): G06F17/10
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 杜靜靜

本發(fā)明基于天氣聚類分析，得到光伏電站的多狀態(tài)轉(zhuǎn)移時(shí)序模型；構(gòu)建光伏陣列?逆變器串并聯(lián)框圖，得到光伏電站的元件失效模型，將由光伏元件失效引起的降額運(yùn)行狀態(tài)等效到受外部環(huán)境影響的光伏出力模型上，形成內(nèi)外部因素共同作用的光伏出力模型。然后利用非序貫蒙特卡洛法對(duì)光伏出力模型、系統(tǒng)元件故障模型和負(fù)荷模型進(jìn)行隨機(jī)抽樣，得到并網(wǎng)光伏系統(tǒng)一次抽樣的確定性系統(tǒng)狀態(tài)，利用直流潮流進(jìn)行故障分析和期望切負(fù)荷量的計(jì)算，利用交流潮流計(jì)算電壓越限、潮流越限指標(biāo)。最后對(duì)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)所有狀態(tài)進(jìn)行隨機(jī)抽樣，根據(jù)設(shè)定的風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)概率和后果，從可靠性、安全性和經(jīng)濟(jì)性三個(gè)層面建立風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系，對(duì)光伏電站并網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行全面評(píng)估。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種融合光伏電站元件級(jí)和系統(tǒng)級(jí)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，具體來說，涉及一種綜合考慮外部輻照強(qiáng)度等環(huán)境因素、光伏電站內(nèi)部元件失效機(jī)制和電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，屬于電力系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估領(lǐng)域。

背景技術(shù)

我國政府出臺(tái)的一系列法規(guī)、政策大力推動(dòng)太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在我國政府一系列配套政策支持下，國內(nèi)太陽能發(fā)電裝機(jī)容量發(fā)展迅速。我國西北地區(qū)緯度低，海拔高，太陽能資源非常豐富，具備良好的太陽能發(fā)電資源、環(huán)境條件，太陽能發(fā)電增長(zhǎng)尤為迅猛。

目前，光伏電站的數(shù)量越來越多，電站規(guī)模也逐漸增大，大量的光伏電站并網(wǎng)，給電站自身以及其電網(wǎng)運(yùn)行帶來一定影響，光伏并網(wǎng)后電網(wǎng)能否安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行成為目前面臨的新挑戰(zhàn)。光伏發(fā)電的隨機(jī)性、間歇性和波動(dòng)性，可能會(huì)引起電力系統(tǒng)功率失衡、線路過載和節(jié)點(diǎn)電壓越限等故障，并且由于光伏發(fā)電系統(tǒng)中采用大量的電力電子元件，其元件可靠性對(duì)于光伏出力特性具有較為直接的影響。

隨著光伏電站規(guī)模的不斷擴(kuò)大，迫切需要研究大規(guī)模光伏電站并網(wǎng)帶來的風(fēng)險(xiǎn)，并進(jìn)行全面的評(píng)估。雖然單個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)后，并網(wǎng)點(diǎn)的上網(wǎng)功率小，影響不顯著，但隨著大規(guī)模的光伏發(fā)電接入大電網(wǎng)后，光伏電站與大電網(wǎng)間的相互影響將變得更加復(fù)雜。研究光伏電站與大電網(wǎng)間的交互影響，對(duì)大規(guī)模光伏電站并網(wǎng)帶來的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行全面的評(píng)估，并建立反映并網(wǎng)安全的指標(biāo)體系，對(duì)光伏并網(wǎng)的的規(guī)劃和運(yùn)行具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明正是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，提供一種融合光伏電站元件級(jí)和系統(tǒng)級(jí)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，該方法針對(duì)太陽輻射隨機(jī)性和光伏元件失效機(jī)制可能導(dǎo)致光伏并網(wǎng)給電網(wǎng)運(yùn)行帶來風(fēng)險(xiǎn)的問題，提出一種融合光伏電站元件級(jí)和系統(tǒng)級(jí)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，對(duì)光伏電站并網(wǎng)帶來的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行全面評(píng)估，指導(dǎo)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下，一種融合光伏電站元件級(jí)和系統(tǒng)級(jí)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

(1)綜合考慮外部輻照度等環(huán)境因素和光伏電站內(nèi)部元件失效機(jī)制，建立同時(shí)考慮二者隨機(jī)性的光伏出力概率模型；將光伏元件失效引起的降額運(yùn)行狀態(tài)等效到主要受外部環(huán)境影響的光伏出力模型上，形成內(nèi)外部因素共同作用的光伏出力模型，利用該模型進(jìn)行并網(wǎng)型光伏電站系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，相當(dāng)于在光伏電站系統(tǒng)級(jí)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中綜合考慮了光伏電站元件級(jí)的風(fēng)險(xiǎn)。

(2)利用非序貫蒙特卡洛法，對(duì)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)各種不確定性進(jìn)行隨機(jī)抽樣，確定光伏電站出力模型、系統(tǒng)元件失效模型和負(fù)荷模型，得到一次抽樣的確定性系統(tǒng)狀態(tài)；

(3)利用直流潮流進(jìn)行預(yù)想故障分析(主要是發(fā)電機(jī)和線路是否過載)和系統(tǒng)校正，并通過直流切負(fù)荷最優(yōu)模型計(jì)算期望切負(fù)荷量；

(4)對(duì)于電力系統(tǒng)的所有狀態(tài)進(jìn)行非序貫蒙特卡洛隨機(jī)抽樣，判斷系統(tǒng)的狀態(tài)，從而進(jìn)行系統(tǒng)的交直流潮流計(jì)算；該步驟中，最優(yōu)直流切負(fù)荷模型中的母線負(fù)荷和發(fā)電機(jī)限值都是各系統(tǒng)狀態(tài)S^k的函數(shù)，可以表現(xiàn)負(fù)荷轉(zhuǎn)移和發(fā)電運(yùn)行方式隨系統(tǒng)狀態(tài)的改變。在目標(biāo)函數(shù)中引入權(quán)重因子ω_i，可以對(duì)不同母線的相對(duì)重要性加以指定，特別是發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)、變壓器節(jié)點(diǎn)和重要負(fù)荷節(jié)點(diǎn)。