计及负荷损失费用的含风电场发输电系统可靠性评估

风能具有随机性和间歇性的特点,风电场的存在会对电力系统可靠性产生一定的影响。对于含有风电场的发输电系统,通过合理地模拟风速和风电机组的出力情况,并采用时序蒙特卡罗模拟方法进行各类发电机组、输电设备的时序状态模拟;针对不同故障持续时间下单位负荷损失不尽相同的特点,充分考虑各类负荷的差异及故障持续时间,以系统发电成本和负荷损失费用之和最小为目标建立的优化调度模型更加符合电力市场环境下的实际情况。IEEE-RBTS测试系统的算例结果表明所建立的模型能够使负荷损失费用相对较小,而且风电机组对系统可靠性的贡献与其接入的风速区类型、容量、节点位置等具有密切关系,应当根据实际情况进行深入分析。     

含具有风速相关性风电场的发输电系统可靠性评估

提出了一种改进相关矩阵蒙特卡罗模拟法与拉丁超立方采样法相结合的多维相关风速抽样方法,并把该方法应用于含多个风电场的发输电系统可靠性评估。通过实际风速数据对模型的验证表明：提出的风速相关模型能够充分保持实际风速数据的概率分布,基本统计量和相关特性。将该模型和方法应用到 MRTS可靠性测试系统中,证明了该方法适用于含具有风速相关性的风电场的发输电系统可靠性评估。并通过算例,对风速相关性程度、风电场接入位置和风能渗透水平三个因素对含风电场的发输电系统可靠性的影响进行了分析。     

计及风机故障相关性的发输电组合系统可靠性评估

随着风电场规模的不断扩大,风电并网对系统可靠性的影响越来越明显。基于非序贯蒙特卡罗模拟法建立了含风电场的发输电系统可靠性评估模型,该模型考虑了风速的随机性和同一风电场内风电机组停运事件的相关性。建立了计及风电上网量的多目标优化切负荷模型,并应用于风电场接入后系统可靠性评估。以IEEE RTS-79系统为例验证了算法和模型的有效性,并分析了风电场接入后系统可靠性的影响因素。     

含风电场的发输电系统可靠性评估

基于序贯蒙特卡罗仿真方法,建立含风电场的发输电系统充裕度评估模型。计及输电线路故障和输电线路有功限制,建立考虑风向、尾流效应以及地形因素影响的风电场内各台机组捕获风速计算模型,并提出了新的关于风电场接入系统的可靠性指标。利用Matlab7编写了相应程序,对引入该模型的IEEE-RTS79系统进行可靠性评估。通过对比不同的接入方案,充分评估大规模风电场对发输电系统可靠性的影响。     

发输电组合系统可靠性评估的蒙特卡罗模拟

发输电组合系统是指包含发电机,变压器、母线段,断路器、继电保护装置,自动重合闸和输电线路构成的电力系统。文中讨论了系统故障模式判判断、各子系统数学模型及算法的实现问题,用算例子进行计算,验证了该方法的可行性及正确性。相应的应用软件已用于实际系统的可靠性评估。     

含VSC-HVDC的交直流混合发输电系统可靠性评估

建立了含柔性直流输电(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)的交直流混合发输电系统的可靠性分析模型,该模型既考虑了VSC-HVDC的稳态功率特性,还计及了发输电网络的故障率和输电线路的有功限制,采用非序惯蒙特卡罗仿真实现;在满足系统安全约束的前提条件下,对系统进行模拟调度,重点评价了与发输电网络连接的VSC-HVDC对电网可靠性的影响,给出系统和节点的风险指标,为VSC-HVDC规划和运行提供参考依据,最后算例分析证明了该算法的可行性和合理性。     

考虑风电场影响的发输电系统可靠性评估

风能具有随机波动性,相应的风力发电机出力具有不确定性.对含有风电场的发输电系统可靠性展开研究,在考虑风速的时序性和自相关性、风力发电机输出功率特性以及强迫停运影响的基础上,把风力发电机可靠性模型与输电网可靠性模型相结合,在满足电力系统安全性约束条件下,建立以电网最大负荷供应能力为目标的发输电系统可靠性评估模型,用于评估...     

考虑风电场影响的发输电系统可靠性评估

风能具有随机波动性,相应的风力发电机出力具有不确定性.对含有风电场的发输电系统可靠性展开研究,在考虑风速的时序性和自相关性、风力发电机输出功率特性以及强迫停运影响的基础上,把风力发电机可靠性模型与输电网可靠性模型相结合,在满足电力系统安全性约束条件下,建立以电网最大负荷供应能力为目标的发输电系统可靠性评估模型,用于评估风电场并网后对输电网可靠性的影响,以IEEE-RTS79测试系统为算例,对反映风电场影响的相关可靠性指标进行分析计算,研究结果可为风电场接入电网方案的合理制定提供科学决策依据.     

计及风电场的发输电系统风险评估

基于序贯蒙特卡罗仿真建立了计及风电场的发输电系统风险评估模型,该模型考虑了风速的随机性和风电机组的强迫停运,将风电场可靠性模型与发输电组合系统相结合.基于效用理论提出了风电场接入后系统的风险指标.采用Matlab编写了相应程序,以IEEE-RTS79系统为例验证了本文所提模型的有效性,并分析了风电场接入对发输电系统的影响.     

基于ANN削减负荷的发输电组合系统可靠性评估

为提高计算效率,提出了基于人工神经网络（ANN）的发输电组合系统可靠性评估模型。该模型为一个3层前向神经网络,其中输入层为参与可靠性计算的元件的信息,输出层为系统中节点负荷的信息,用改进的BP算法训练该网络,经训练后的网络具有负荷削减计算功能,由于该模型不需进行在线的故障状态潮流计算以及负荷削减计算,大大提高了计算效率,在缓解“计算灾”方面取得了较大进展,该ANN模型考虑了发电机出力,变压器和线路容量以及负荷等的变化,比通常的可靠性计算模型具有更强的实用性,用实例验证了方法的正确性和有效性。     

计及风电场的发输电可靠性评估

为了评估风电并网对发输电系统可靠性的影响,建立了基于序贯蒙特卡罗方法的风电场发输电可靠性模型.该模型充分考虑了机组、线路、变压器以及风力发电机等设备元件的运行状态,同时采用了最优切负荷,给出具体的算法流程,并提出可靠性指标BIEWG.算例采用IEEE-RTS测试系统,风电场是由100台V90-2 MW的双馈异步风力发电机组成,风速数据取自东海风电场.仿真结果验证了所提算法的正确性,风电机组的接入对提高发输电组合系统的可靠性具有明显的作用.该算法可以被系统规划者用来有效地评估风电并网对系统可靠性的影响.     

含风电场的发输电组合系统可靠性评估

为评价风电并网对系统可靠性的影响,考虑了风速的时序性和自相关性,建立了风速的自回归移动平均模型,采用东台风电场实际监测的风速历史数据,并结合机组、线路和变压器等状态模型,建立了基于序贯MonteCarlo仿真方法的风电场发输电可靠性模型,对含风电场的发输电组合系统进行可靠性评估,同时采用了最优切负荷的方法,尽量减小切负荷量,并给出了具体的算法流程。算例采用IEEE-RTS测试系统,利用可靠性指标缺负荷概率LOLP、电量不足期望EENS和电力不足期望LOLE等反映风电并网对系统可靠性的影响。通过对仿真结果的比较和分析,可看出风电机组的接入对提高发输电组合系统的可靠性具有一定的积极作用。     

Reliability assessment of bulk electric systems containing large wind farms

Wind power is an intermittent energy source that behaves quite differently than conventional energy sources. Bulk electric system reliability analysis associated with wind energy conversion systems (WECS) provides an opportunity to investigate the reliability benefits when large-scale wind power is injected at specified locations in a bulk electric system. Connecting the WECS to different locations in a bulk system can have different impacts on the overall system reliability depending on the system topology and conditions. Connecting a large-scale WECS to an area which has weak transmission could create system operating constraints and provide less system benefit than connecting it to an area with stronger transmission. This paper investigates bulk electric system transmission constraints associated with large-scale wind farms. The analyses presented in this paper can be used to determine the maximum WECS installed capacity that can be injected at specified locations in a bulk electric system, and assist system planners to create potential transmission reinforcement schemes to facilitate large-scale WECS additions to the bulk system. A sequential Monte Carlo simulation approach is used as this methodology can facilitate a time series modeling of wind speeds, and also provides accurate frequency and duration assessments. An auto-regressive moving average (ARMA) time series model is used to simulate hourly wind speeds.     

考虑不确定性成本的含风电场群电力系统短期优化调度

提出一种考虑系统不确定性成本和运行风险约束的含风电场群电力系统短期优化调度方法。针对多维风速联合概率分布函数不易构造的问题,采用Copula函数描述其时空分布特性并生成多维风速的场景空间。定义电力系统风险指标,建立一种考虑系统不确定性成本和运行风险约束的含风电场群电力系统动态经济调度模型,协调了系统经济性和安全性的之间的矛盾。提出基于场景运算的风险指标评估方法,并结合改进的量子粒子群优化算法用于模型求解,提高了模型求解速度,直观地反映出系统的风险程度,并得到系统最佳置信水平。以含2个邻近风电场的IEEE 30节点系统为算例,验证了模型及算法的合理性和有效性。     

Probabilistic three-phase load flow for unbalanced electrical systems with wind farms

In this paper, a three phase probabilistic load flow for transmission system based on point estimation method along with three phase unbalanced induction generator model for the wind farm has been proposed. The proposed method is tested on a IEEE-118 bus three phase system and accuracy of the results have been validated by comparing the results with those obtained by Monte Carlo simulation studies. The effect of variation of standard deviation of the connected loads on the system and effect on the voltage profile has also been studied.     

考虑多风电场相关性的场景概率潮流计算及无功优化

针对结合K-means聚类和Copula函数建立场景概率模型时,K-means聚类不能根据风电出力数据分布特点自发确定最佳聚类数这一不足,提出通过基于密度的聚类有效性指标确定最佳聚类数。并以此建立最优场景概率模型,采用改进型回溯搜索算法(BSA)进行无功优化。以澳大利亚的两个相邻风电场实测出力为例,在含多风电场的IEEE30节点系统中对所提方法进行验证,算例结果表明采用所提方法确定的最优场景概率模型能准确描述多风电场输出功率之间的相关性。     

考虑时空相关性的多风电场出力场景生成与评价方法

含多个风电场的场景生成技术可为电力系统中长期规划和运行提供所需基础数据。为在场景生成过程中计入多风电场风电出力的时空相关性,提出两阶段场景生成方法：在第一阶段,采用Copula函数对多个风电场出力的空间相关性建模,获得多风电场出力的初始场景;在第二阶段,运用随机微分方程对风电场出力波动随机性建模,通过重构初始风电出力场景,使得最终获得的场景中风电序列较好地保留原始序列的时间相关性。为评估生成场景的有效性,构建场景有效性评价指标体系;引入多重分形去趋势波动分析方法,提供刻画风电序列的自相关特性和动态波动特性的多维度指标。以某区域风电场为例,生成风电季度出力场景,结果表明所提方法能够复现原始风电序列的时空相关性。     

发输电系统可靠性分析中最优切负荷模型

电力系统可靠性分析的过程中系统状态分析环节最为核心,也最为费时,尤其是在状态抽样中用到枚举法或者蒙特卡洛模拟法时,需要进行大量的系统状态分析。本文提出切负荷量最小兼顾负荷重要度和区域就近削减负荷原则来进行负荷削减。重要度原则体现在削减负荷时按负荷级别进行削减,区域就近原则使得切负荷点不再在全系统范围内搜寻,大大减少了计算时间。通过IEEE-RTS79可靠性测试系统的计算结果可知,该法在减少计算时间方面有明显的优势,切负荷量也更切合实际情况。