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

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710801950.8
• 申請日: 2017-09-07
• 公開（公告）號: CN108335004A
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉利民;劉俊勇;謝曼;張里
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東石油化工學(xué)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(wù)所(普通合伙) 11491
• 代理人: 趙紅霞

本發(fā)明公開了一種基于受阻電能相等的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)可靠性評價方法，該可靠性評價方法包括：將n臺風(fēng)電機(jī)組連接成一“串”，同時m串機(jī)組并聯(lián)接入一臺逆變器，將每一組連接成“串”的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組等效為一臺相同容量的發(fā)電機(jī)組；根據(jù)風(fēng)資源特點和風(fēng)力發(fā)電機(jī)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，建立可靠性指標(biāo)體系，最后通過算例分析，驗證可靠性狀態(tài)的劃分及指標(biāo)體系的正確性，對風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)實際運行的可靠性進(jìn)行評估。本發(fā)明提出了期望故障受阻電能相等的方法，劃分了系統(tǒng)可靠性狀態(tài)，并建立可靠性指標(biāo)體系，最后運用現(xiàn)有的運行數(shù)據(jù)，驗證了模型及指標(biāo)體系的正確性，表明該體系能夠?qū)︼L(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行準(zhǔn)確地評估。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)可靠性評價方法領(lǐng)域，尤其涉及一種基于受阻電 能相等的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)可靠性評價方法。

背景技術(shù)

風(fēng)力發(fā)電技術(shù)迅猛發(fā)展，由于其發(fā)電成本的下降，裝機(jī)容量大幅增加，使 之已成為可再生能源中發(fā)展最成熟的發(fā)電技術(shù)之一。由于風(fēng)資源的間歇性,波動 性和隨機(jī)性的特點,使得風(fēng)電接入后給電網(wǎng)帶來了不確定的因素,因此評估含風(fēng) 力發(fā)電系統(tǒng)可靠性顯得非常重要。

國內(nèi)外已有一些學(xué)者從不同角度對風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的可靠性評估進(jìn)行研究。 有的文獻(xiàn)研究了風(fēng)電并網(wǎng)后的系統(tǒng)可靠性問題，重點分析了風(fēng)電接入電網(wǎng)后對 系統(tǒng)備用容量的需求；還有文獻(xiàn)建立了風(fēng)電場可靠性模型和尾流效應(yīng)模型，為 研究風(fēng)電場對電力系統(tǒng)可靠性的影響以及確定風(fēng)電場可信度打下基礎(chǔ)；其它的 文獻(xiàn)用概率抽樣方法模擬實際風(fēng)速，計算風(fēng)力發(fā)電機(jī)的隨機(jī)輸出功率，最后采 用序貫蒙特卡羅仿真方法分析了風(fēng)力發(fā)電的可靠性；還有文獻(xiàn)將風(fēng)電場可靠性 模型與發(fā)輸電組合系統(tǒng)相結(jié)合，對含風(fēng)電場的發(fā)輸電系統(tǒng)進(jìn)行可靠性評估。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于受阻電能相等的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)可靠性評價 方法，旨在解決風(fēng)資源的間歇性,波動性和隨機(jī)性的特點,使得風(fēng)電接入后給電 網(wǎng)帶來了不確定的因素,評估含風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)可靠性不確切的問題。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種基于受阻電能相等的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)可靠性評價 方法，該方法包括以下步驟：

將n臺風(fēng)電機(jī)組連接成一“串”，同時m串機(jī)組并聯(lián)接入一臺逆變器，逆變 器設(shè)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(biāo)準(zhǔn)下，將每一 組連接成“串”的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組等效為一臺相同容量的發(fā)電機(jī)組；

根據(jù)風(fēng)資源特點和風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(fēng)資源和部件故障特點將風(fēng)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(biāo)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(yīng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)可靠性進(jìn)行評估并反映出系統(tǒng)處于各個狀態(tài)的特性，進(jìn)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(biāo) 體系的正確性，對風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)實際運行的可靠性進(jìn)行評估。

進(jìn)一步，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)故障特點多狀態(tài)可靠性分析包括：

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

當(dāng)單臺風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)機(jī)基座上的負(fù)荷開關(guān)數(shù)量為1，該風(fēng)機(jī)位于串的末端， 通過電纜L與其它風(fēng)機(jī)相連，其停運率為

其中：為風(fēng)電機(jī)組的等效停運率；為電纜L的停運率；為單臺風(fēng)電機(jī)組的元件的停運概率；

當(dāng)單臺風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)機(jī)基座上的負(fù)荷開關(guān)數(shù)量為2，即連接前后2臺風(fēng)機(jī)， 風(fēng)機(jī)之間通過負(fù)荷開關(guān)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