[發(fā)明專利]一種基于受阻電能相等的風力發(fā)電系統(tǒng)可靠性評價方法

在審

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• 申請日: 2017-09-07
• 公開（公告）號: CN108335004A
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發(fā)明（設計）人: 劉利民;劉俊勇;謝曼;張里
• 申請（專利權）人: 廣東石油化工學院
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;H02J3/38
• 代理公司: 北京國坤專利代理事務所(普通合伙) 11491
• 代理人: 趙紅霞

1.一種基于受阻電能相等的風力發(fā)電系統(tǒng)可靠性評價方法，其特征在于，該基于受阻電能相等的風力發(fā)電系統(tǒng)可靠性評價方法包括以下步驟：

將n臺風電機組連接成一“串”，同時m串機組并聯(lián)接入一臺逆變器，逆變器設置K臺，K臺逆變器并聯(lián)接入母線上，在維持相同的可靠性標準下，將每一組連接成“串”的風力發(fā)電機組等效為一臺相同容量的發(fā)電機組；

根據(jù)風資源特點和風力發(fā)電機系統(tǒng)故障特點對多狀態(tài)可靠性分析；

可靠性狀態(tài)的劃分：根據(jù)風資源和部件故障特點將風力發(fā)電系統(tǒng)的可靠性狀態(tài)劃分多種情況；

建立可靠性指標體系：根據(jù)可靠性狀態(tài)的劃分從時間、出力、系統(tǒng)方面對應風力發(fā)電系統(tǒng)可靠性進行評估并反映出系統(tǒng)處于各個狀態(tài)的特性，進而反映系統(tǒng)特性；

最后運用現(xiàn)有的運行數(shù)據(jù)，通過算例分析，驗證可靠性狀態(tài)的劃分及指標體系的正確性，對風力發(fā)電系統(tǒng)實際運行的可靠性進行評估。

2.如權利要求1所述的基于受阻電能相等的風力發(fā)電系統(tǒng)可靠性評價方法，其特征在于，所述風力發(fā)電機系統(tǒng)故障特點多狀態(tài)可靠性分析包括：

a、單臺風力發(fā)電機組故障，采用串聯(lián)公式計算單臺風電機組的等值停運率，單臺風電機組的停運概率為：

當單臺風電機組的風機基座上的負荷開關數(shù)量為1，該風機位于串的末端，通過電纜L與其它風機相連，其停運率為

其中：為風電機組的等效停運率；為電纜L的停運率；為單臺風電機組的元件的停運概率；

當單臺風電機組的風機基座上的負荷開關數(shù)量為2，即連接前后2臺風機，風機之間通過負荷開關和電纜串聯(lián)，根據(jù)期望故障受阻電力不變的原則，取各運行狀態(tài)的概率與輸出功率的乘積之和，將其除以“等值容量”得到等效故障概率，即

其中：為n-1臺風力發(fā)電機組串聯(lián)結構等效停運率；為n臺風力發(fā)電機組串聯(lián)結構的等效停運率，由迭代計算得到，當n＝1時，可以由式(2)計算得到；

b、根據(jù)串并聯(lián)系統(tǒng)可靠性計算公式，可得m串風電機組并聯(lián)后的故障概率為：

當m串并聯(lián)的風電機組“串”與逆變器串聯(lián)后，得到風電-逆變器組的故障概率為：

c、風力發(fā)電系統(tǒng)故障分為系統(tǒng)完全故障和系統(tǒng)部分故障：

K組風機-逆變器組并聯(lián)發(fā)電系統(tǒng)完全故障概率為：

系統(tǒng)部分故障包括：風力發(fā)電機組串故障和逆變器故障；

風力發(fā)電機組串故障概率服從二項分布，故障概率按下式計算：

逆變器故障概率按下式計算：

系統(tǒng)部分故障概率按下式計算：

3.如權利要求1所述的基于受阻電能相等的風力發(fā)電系統(tǒng)可靠性評價方法，其特征在于，所述可靠性狀態(tài)的劃分的多種情況包括：

全額運行狀態(tài)：當風速較快時，風力發(fā)電系統(tǒng)的出力達到裝機容量的60％以上，將此類系統(tǒng)的運行狀態(tài)歸為全額運行狀態(tài)，以裝機容量的60％作為劃定標準；

資源限制減額運行狀態(tài)：受風速因素的影響，風力發(fā)電系統(tǒng)的出力水平低于60％裝機容量的系統(tǒng)狀態(tài)都歸為資源限制減額運行狀態(tài)；

故障減額運行狀態(tài)：由于部分設備故障退出運行造成風力發(fā)電系統(tǒng)部分出力損失狀態(tài)；

故障停運狀態(tài)：風力發(fā)電系統(tǒng)發(fā)生強迫停運或計劃性檢修停運造成風力發(fā)電系統(tǒng)全部出力損失的狀態(tài)；

無風或風速過快停運狀態(tài)：系統(tǒng)由于風速處于小于切入風速度或大于切出風速度而處于停運的狀態(tài)。