一种含风电场的大电网可靠性的评估方法技术

本发明专利技术公开了属于电力系统可靠性评估技术领域的一种含风电场的大电网可靠性的评估方法。该方法首先建立风电场时序功率输出模型；然后将风电场时序功率输出模型和大电网系统结合，建立含风电场的大电网可靠性模型；建立含风电场的大电网可靠性评估的指标体系；最后运用序贯蒙特卡洛模拟法对含风电场的大电网的可靠性进行评估。本发明专利技术从电网侧以及风电场侧分别建立了相关可靠性模型及指标体系，用以衡量风电场的接入对大电网可靠性的影响，可以更充分反映系统的整体可靠性状况以及风电场对大电网充裕性的贡献。

【技术实现步骤摘要】
—种含风电场的大电网可靠性的评估方法
本专利技术属于电力系统可靠性评估
，特别涉及。
技术介绍
随着世界能源需求的日益增长和可再生资源的开发和利用，风能作为可再生清洁新能源越来越受到人们的重。风力发电由于技术发展成熟并且发电成本相对较低而成为常规能源最主要的一种替代形式。由于风能具有间歇性和随机性，在时间和空间上的分布具有很大的不均匀性，风电场的功率输出随风能资源、时间和空间的变化而波动，大规模风力发电并网后会对电力系统的安全稳定运行带来很大的影响，尤其是对大电网可靠性可靠性产生影响，传统的大电网可靠性评估模型和指标体系无法满足要求，需要提出一种新的含风电场的大电网可靠性的评估方法。
技术实现思路
针对上述现有技术的存在的问题，本专利技术提出，其特征在于，该方法具体步骤如下:步骤一:建立风电场时序功率输出模型；步骤二:将步骤一的模型和大电网系统结合，建立含风电场的大电网可靠性模型，包括如下子步骤:子步骤21)建立元件的序贯概率仿真模型；子步骤22)建立常规发电机组的序贯概率仿真模型；子步骤23)利用时序负荷曲线，建立大电网时序负荷模型；子步骤24)建立含风电场的大电网时序负荷模型；步骤三:建立含风电场的大电网可靠性评估的指标体系；步骤四:读入风电场接入大电网后的整个系统的基本参数数据，设置仿真年数m ;步骤五:读入历史风速数据，运用ARMA模型进行模拟，仿真m年的风速数据，基于步骤一中风电场时序功率输出模型，求取风电场功率输出曲线；步骤六:根据含风电场大电网可靠性模型子步骤21)，对大电网中的元件状态持续时间抽样，得到相应的持续时间与故障时间，形成元件的状态序列；步骤七:根据含风电场大电网可靠性模型子步骤22)，形成发电机组的状态序列；步骤八:将子步骤24)中得到的含风电场的大电网时序负荷看成是负的负荷，再与步骤六和步骤七得到的状态序列相结合，形成含风电场的系统状态序列；步骤九:按时间顺序依选取步骤八中系统状态序列中的状态，然后依次对选取的每个状态进行判断，如果后评估的系统状态与前面评估过的系统状态一样，则直接读入前面的评估结果；如果不一样，则进入步骤十，对该状态进行分析；步骤十:判断该状态下系统是否解列，如果不能够解列，则对整个系统进行分析；如果能够解列，则将整个系统分解成各个子系统，进入步骤十一，分别对每个子系统进行分析；步骤十一:判断各个子系统发电总容量是否满足负荷，如果不满足，则削减负荷；步骤十二:计算上面选取的系统状态下系统的直流潮流，以此来判断输电线路功率是否越限，若越限，则采用相应的负荷切除策略削减负荷；若不越限，则进入步骤十三；步骤十三:计算各母线的切负荷量、系统总切负荷量，判断是否满足收敛判据，若满足则进入步骤十四；若不满足，则返回步骤九；步骤十四:输出系统的可靠性指标。所述步骤一 风电场时序功率输出模型建立步骤如下:11)录入风电机组的基本参数数据；所述基本参数数据包括风电机组的故障率、修复率，风电场风机台数，仿真年数；12)统计大量历史风速数据，建立ARMA风速预测模型，并依据仿真年数模拟给出时序风速数据；13)运用风电机组停运模型来模拟抽样得出风电机组的运行持续时间和故障恢复时间，建立风电机组的正常运行和故障停运的时序过程；14)基于步骤12)中得到的时序风速数据，依据Jensen尾流损失模型，计算通过尾流效应后通过各风电机组转子处的风速；15)依据风电机组的功率特性曲线，求取步骤14)中得到的某一风速数值的功率输出，并将风电场内各机组输出功率相叠加，建立风电场的时序功率输出模型。所述步骤13)中风电机组停运模型为:假设风电机组正常持续时间和故障修复时间服从指数分布，风力发电机组的随机停运用正常运行持续时间和故障修复时间来描述，其中正常持续运行时间&为:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含风电场的大电网可靠性的评估方法，其特征在于，该方法具体步骤如下：步骤一：建立风电场时序功率输出模型；步骤二：将步骤一的模型和大电网系统结合，建立含风电场的大电网可靠性模型，包括如下子步骤：子步骤21）建立元件的序贯概率仿真模型；子步骤22）建立常规发电机组的序贯概率仿真模型；子步骤23）利用时序负荷曲线，建立大电网时序负荷模型；子步骤24）建立含风电场的大电网时序负荷模型；步骤三：建立含风电场的大电网可靠性评估的指标体系；步骤四：读入风电场接入大电网后的整个系统的基本参数数据，设置仿真年数m；步骤五：读入历史风速数据，运用ARMA模型进行模拟，仿真m年的风速数据，基于步骤一中风电场时序功率输出模型，求取风电场功率输出曲线；步骤六：根据含风电场大电网可靠性模型子步骤21），对大电网中的元件状态持续时间抽样，得到相应的持续时间与故障时间，形成元件的状态序列；步骤七：根据含风电场大电网可靠性模型子步骤22），形成发电机组的状态序列；步骤八：将子步骤24）中得到的含风电场的大电网时序负荷看成是负的负荷，再与步骤六和步骤七得到的状态序列相结合，形成含风电场的系统状态序列；步骤九：按时间顺序依选取步骤八中系统状态序列中的状态，然后依次对选取的每个状态进行判断，如果后评估的系统状态与前面评估过的系统状态一样，则直接读入前面的评估结果；如果不一样，则进入步骤十，对该状态进行分析；步骤十：判断该状态下系统是否解列，如果不能够解列，则对整个系统进行分析；如果能够解列，则将整个系统分解成各个子系统，进入步骤十一，分别对每个子系统进行分析；步骤十一：判断各个子系统发电总容量是否满足负荷，如果不满足，则削减负荷；步骤十二：计算上面选取的系统状态下系统的直流潮流，以此来判断输电线路功率是否越限，若越限，则采用相应的负荷切除策略削减负荷；若不越限，则进入步骤十三；步骤十三：计算各母线的切负荷量、系统总切负荷量，判断是否满足收敛判据，若满足则进入步骤十四；若不满足，则返回步骤九；步骤十四：输出系统的可靠性指标。...

【技术特征摘要】
1.一种含风电场的大电网可靠性的评估方法，其特征在于，该方法具体步骤如下: 步骤一:建立风电场时序功率输出模型； 步骤二:将步骤一的模型和大电网系统结合，建立含风电场的大电网可靠性模型，包括如下子步骤: 子步骤21)建立元件的序贯概率仿真模型； 子步骤22)建立常规发电机组的序贯概率仿真模型； 子步骤23)利用时序负荷曲线，建立大电网时序负荷模型； 子步骤24)建立含风电场的大电网时序负荷模型； 步骤三:建立含风电场的大电网可靠性评估的指标体系； 步骤四:读入风电场接入大电网后的整个系统的基本参数数据，设置仿真年数m ;步骤五:读入历史风速数据，运用ARMA模型进行模拟，仿真m年的风速数据，基于步骤一中风电场时序功率输出模型，求取风电场功率输出曲线； 步骤六:根据含风电场大电网可靠性模型子步骤21)，对大电网中的元件状态持续时间抽样，得到相应的持续时间与故障时间，形成元件的状态序列； 步骤七:根据含风电场大电网可靠性模型子步骤22)，形成发电机组的状态序列；步骤八:将子步骤24)中得到的含风电场的大电网时序负荷看成是负的负荷，再与步骤六和步骤七得到的状态序列相结合，形成含风电场的系统状态序列； 步骤九:按时间顺序依选取步骤八中系统状态序列中的状态，然后依次对选取的每个状态进行判断，如果后评估的系统状态与前面评估过的系统状态一样，则直接读入前面的评估结果；如果不一样，则进入步骤十，对该状态进行分析；`步骤十:判断该状态下系统是否解列，如果不能够解列，则对整个系统进行分析；如果能够解列，则将整个系统分解成各个子系统，进入步骤十一，分别对每个子系统进行分析；步骤十一:判断各个子系统发电总容量是否满足负荷，如果不满足，则削减负荷； 步骤十二:计算上面选取的系统状态下系统的直流潮流，以此来判断输电线路功率是否越限，若越限，则采用相应的负荷切除策略削减负荷；若不越限，则进入步骤十三； 步骤十三:计算各母线的切负荷量、系统总切负荷量，判断是否满足收敛判据，若满足则进入步骤十四；若不满足，则返回步骤九； 步骤十四:输出系统的可靠性指标。2.根据权利要求1所述的评估方法，其特征在于，所述步骤一风电场时序功率输出模型建立步骤如下: 11)录入风电机组的基本参数数据；所述基本参数数据包括风电机组的故障率、修复率，风电场风机台数，仿真年数； 12)统计大量历史风速数据，建立ARMA风速预测模型，并依据仿真年数模拟给出时序风速数据； 13)运用风电机组停运模型来模拟抽样得出风电机组的运行持续时间和故障恢复时间，建立风电机组的正常运行和故障停运的时序过程； 14)基于步骤12)中得...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛安家，高忠旭，黄昀思，陈得治，宋云亭，
申请(专利权)人：华北电力大学， 中国电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11