考虑多参数影响的风电场多状态出力概率性评估

大规模风电并网会对电力系统的可靠性带来严峻挑战,其出力的随机性也会对电力系统可靠性评估带来难题。为了准确地对风电场出力进行评估,结合风速的随机性,考虑了风电机组的故障、降额和随机投产状态以及风速分布的威布尔参数对风电场出力的影响,建立了风电场多状态出力的可靠性模型;基于蒙特卡洛法对风电场的有功出力进行了概率性评估,并分析了不同状态数、不同降额概率、故障停运概率、随机投产率及不同的风速分布威布尔尺度参数和形状参数等对评估结果的影响。仿真结果表明,所建模型切实可行,能有效地对风电场出力进行评估。     

多时间尺度下光伏出力爬坡事件概率建模与评估研究

为分析短时间尺度下光伏出力爬坡事件,建立光伏出力爬坡率的广义高斯混合模型,并通过在不同时间尺度和天气类型下与不同分布模型对比检验,得出3阶广义高斯混合模型最适合用于描述短时间尺度光伏出力爬坡率的概率分布。其次,基于建立的爬坡率模型,对短时间尺度下光伏电站发生爬坡事件的概率进行总体评估。最后,采用旋转门算法,并提出一种改进的得分函数和定义的标签向量的方法,对不同天气类型下光伏爬坡事件进行识别筛选,发现长时间尺度下光伏出力爬坡持续时间、爬坡速率和爬坡幅值均呈幂律分布,且晴天与非晴天下3种指标的分布规律有差异。     

基于风电场出力波动全概率模型的风电波动经济性评估

针对风电出力的随机性和波动性给电网运营带来的影响,基于风电场发电容量模型,对不同出力水平下的风电场出力波动进行了建模分析,建立了风电场出力波动全概率模型,并考虑系统在常规调节和极端调节情形下的出力波动对电网经济性的影响,结合风电场出力波动全概率模型,提出了考虑风电场出力波动的风电波动经济性评估方法。实例应用结果表明,风电场不同出力水平下风电波动特性存在差异,其对电网的经济性的影响有显著区别。     

计及电气主接线期望出力的风电场发电可靠性评估

为客观、全面地对风电场发电可靠性进行评估,以保证风电场的安全经济运行,文章提出了一种基于风电场期望出力的可靠性评估方法。该方法根据风电场的期望出力计算电量不足期望值等发电可靠性指标。首先,基于风速、风机功率特性和不可用率计算多风机期望出力;然后,根据集电系统拓扑计算各出线期望出力,基于组合最小割集法计算升压站拓扑下整个风电场的期望出力,进而计算可靠性指标;最后,对金紫山风电场进行实例分析。评估结果证明所提出的方法能有效地反映风电场实际运行情况,具有工程实用价值。     

出力受限风电场群有功分配多目标优化策略

受风电发展与电网建设、负荷分布不协调等因素影响,弃风限电问题日益严峻。文章提出一种适用于因限风导致出力受限的风电场群有功分配多目标优化策略,该策略采用二次移动平均法对风电功率进行超短期预测,以风电场群实际有功出力与出力限值的差额最小以及输送线路损耗最小为目标,同时考虑风电场输出功率约束、低预测功率约束、避免机组频繁启停约束条件,基于改进遗传算法对各风电场群分配有功出力任务。以东北某实际风电场群为例,对所提出策略的可行性进行了验证。     

基于序贯蒙特卡罗方法的风电场有功出力可靠性评估

考虑运行、停运和降额状态,建立风电机组的多状态故障模型;在此基础上,考虑风速的随机性、风电场尾流效应和风机本身的故障建立风电场的可靠性模型。基于序贯蒙特卡罗方法给出风电场有功出力可靠性评估的方法和流程。在Matlab中编写相关程序,并对风电场的有功出力进行可靠性评估,通过分析不同可靠性参数对评估结果的影响,验证所建可靠性模型和评估方法的有效性和适应性。     

采用时间序列预测风电场出力

基于时间序列的方法,采用自回归滑动平均(ARMA)模型进行短期风速预测;考虑风力发电机组排列布置时尾流效应的影响、风电场址地面粗糙程度、空气密度、风向变化以及不同型号风机功率特性的差异等因素,采用Jasen尾流模型建立了大型风电场的综合模型。结果表明,合理的风电场布置方案有利于减小尾流效应的影响,从而提高风电场出力。     

基于场景D藤Copula模型的多风电场出力相关性建模

多风电场相关性模型的准确程度将会直接影响到风电接入系统的评价结果,针对现有多维风电出力相关性模型精度偏低的缺点,提出先利用FCM聚类方式对数据进行场景划分,再结合Copula函数和D藤结构分场景对多维风电出力进行相关性分析的场景D藤Copula模型建模方法。为验证所述模型的有效性,以实际风电出力数据为样本对所述场景D藤Copula模型进行测试分析。算例结果表明本文所述模型可实现对原始数据相关性的精确描述,且相关性建模结果更为可靠。     

基于RVM和全纯嵌入法的考虑多风电场出力相关性的电-热互联概率能流计算方法

随着风电接入规模的不断攀升,多风场之间的出力相关性会对含风电机组的综合能源系统(Integrated Energy System,IES)的安全稳定运行产生越来越显著的影响。同时,考虑相关性的系统概率能流计算有助于合理地进行资源分配和优化运行方式,保证系统的稳定性。文章基于相关向量机(Relevance Vector Machine,RVM)方法,提出了一种多维风电场风速的联合分布计算方法,该方法采用核函数有效避免了参数估计带来的二次误差,从而提高了计算精度。在此基础上,提出了一种基于全纯嵌入法(Holomorphic Embedding Method,HEM)的新半不变量法用于电-热联合网络的概率能流计算,相较于传统的牛顿-拉夫逊法(Newton-Raphson,NR),该算法具有更好的收敛性和计算精度。最后,采用经过修改的IEEE 33节点系统结合热力网络系统进行算例分析,进一步验证了所提算法的准确性和适用性。     

上海电网并网风电场出力特性分析

上海具有较为有利的风力发电开发条件,风电装机规模逐年增加。而风电场出力的不确定性对电网运行的影响也逐步显现。为应对风电场出力的波动性,在电网运行中采取相应措施,对风电场的出力特性进行研究。通过对历史出力数据的分析,研究了上海电网并网风电场的年度发电利用小时数、出力范围和分月发电量分布,分析了风电场日出力曲线的形态和波动性,研究了各风电场之间和风电场各日之间的出力相关性,并对海上风电场和陆地风电场进行了比较。     

风电场出力特性及其不确定性的对策分析

通过福建省某沿海风电场的出力数据,验证了风电出力变化的波动性及随机特性,将风电出力并入电力负荷,分析了风电并入后对于电力负荷变化特性的影响,并分别从电网与风电自身的角度出发,讨论了有效应对风电功率的不确定性措施,包括风电出力预测、储能手段以及风电机组自参与调频等。     

风电场出力特性与集群效应分析方法研究

从时间和空间分布的角度,提出风电场时空出力特性的分析框架,包括单一风电场的长期出力特性和短期出力特性分析、风电场集群长期波动相关性和短期波动互补性的分析方法。利用所提分析框架和指标,以海南文昌风电场为例,开展风电出力特性分析;以海南文昌(1座风电场)、儋州(2座风电场)、东方(2座风电场)以及海南全省风电集群为例,开展风电集群效应分析,验证分析框架和指标的实用性和有效性。     

基于风电场出力计划的储能系统容量优化

储能系统的引入为风电成为可调度电源提供了可能,但增加了投资成本。文章提出一种基于风电场出力计划的储能系统容量优化方法。首先,利用风电场功率预测误差的标准偏差对风电场出力计划进行优化;其次,以出力计划为风电场出力目标,在风电场实际出力跟踪出力计划允许的误差带宽内,以风电并网条件为约束,用遗传算法确定出储能系统在各时刻的最优出力值,进而考虑储能系统充/放电效率、荷电状态确定出储能系统容量;最后以新疆某风电场为例进行算例分析,结果表明该方法是合理、有效的。     

含风电场电力系统概率潮流计算

为计算含有风电场的电力系统概率潮流,基于两点估计法采用weibull分布描述风速随机变化,并建立了异步风力发电机组的无功滑差概率模型,以含有风电模型的IEEE-14节点系统为例进行分析计算,快速准确地得出了各支路概率潮流及各节点电压的概率分布,验证了该方法的有效性和正确性。     

考虑风电场出力相关性的发输电系统风险规划

风电集群出力的不确定性和相关性给电力系统规划带来了严峻挑战,为此基于D藤Pair Copula函数理论,先建立考虑风电出力相关性的多维风电场出力模型;然后综合考虑系统的可靠性和经济性,以投资成本、燃料费用、系统切负荷费用及环境成本之和最小为目标函数,建立考虑风电场出力相关性的发输电系统风险规划模型;最后从停电损失和控制代价指标两个维度,对规划方案进行评估。将所建模型和方法应用于改进的IEEE-RTS24节点系统中,结果表明所建模型能有效评估系统风险水平,提高规划方案的鲁棒性。     

考虑尾流效应的风电场减载出力优化控制

在高风电渗透电力系统中,风电场参与系统调频普遍忽略了尾流效应对风电机组出力的影响。文章提出了一种考虑尾流效应的风电场减载出力优化控制方案。首先,采用改进Jensen尾流模型,给出了任意风向的尾流区域划分方法;其次,在满足系统调频需求的前提下,以风电场有功出力最大为目标,对风电场功率分配进行优化;然后,针对不同风速区间设置了相应的优化控制方案,并给出方案的具体实现方法;最后,以江苏某海上风电场为例进行算例仿真,算例结果表明,所提方案可有效地提高风电场整体出力。     

典型风电场地形大气稳定度对风机出力的影响

[目的]分析了大气稳定度对风机出力的影响,为提高计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）风能资源模拟精度提供技术参考。[方法]选取立于平坦和复杂山地两类典型地形上的两座测风塔不同高度的风速、气温、气压等观测数据,使用莫宁-奥布霍夫长度法分别计算两座测风塔所在区域的大气稳定度,参照Irwin大气稳定分类标准对稳定度计算结果分类,再根据分类结果进行两座测风塔轮毂高度处出力分析。[结果]结果表明：在近地面层,复杂山地大气热效应造成的表层垂直混合作用更为明显,造成的大气不稳定性较为强烈,但垂直混合作用不充分;复杂山地大气稳定度对风机出力的影响大于平坦地形,其不确定性更强。[结论]在进行CFD风电场流体建模时需要考虑大气稳定度的影响,特别是超低风速复杂山地场址条件下,大气稳定度的评估对风机选型及发电量仿真精度尤为重要。     

不同风电场模型对风电场电压的影响评估

目前,实际的电力系统仿真计算将风电场处理为一台风电机组。随着并入输电网的风电容量持续增加,仍按照一台风机等效对系统仿真计算造成的误差不容忽视,该误差能引起风电场内部保护装置的误动作。文章针对不同风电模型对风电场电压的影响做了详细比较,并给出了量化指标。经过试验仿真分析得出以下结论:不同风电场模型对风电场出口和并网点电压的影响不同,当恒速异步风电机构成的风电场采用一台风电机等效时,将会使风电场出口的相电压计算平均误差达到16.667%。因此,为保证仿真精度与风电场保护的正确动作,在对含风电场的电力系统进行仿真计算时,应将风电场处理为若干台风电机。     

混合储能辅助风电场平滑出力的功率配比方法研究

随着风电渗透率的增大,风电并网时对电网产生的波动也逐渐增大,采用储能系统对风电场出力进行平滑处理,可以使风电满足规定的并网要求.针对风电场出力波动成分的频率范围较宽的问题,采用混合储能系统(飞轮+电化学储能)进行不同波动频率成分平滑,提出一种运行数据驱动的混合储能容量配置方法,利用抗脉冲平均滤波法对风电场出力数据序列进...     

平均风速时距取值对风电场出力计算的影响

针对风电场平均风速的时距取值与风电机组出力对风速的实际响应时间不匹配的问题,基于风机功率曲线、风电场风速测量及风电机组出力特性,分析了风电场测风频率与风机出力特性的匹配程度及不同的平均风速时距取值对风电场出力计算结果的影响,提出了平均风速时距合理取值的建议。