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。     

考虑风电出力概率分布的电力系统可靠性评估

由于风电出力的波动性,大规模风电并网会对电力系统的可靠运行带来影响。基于风速威布尔分布和单台风电机组功率特性,建立了考虑机组强迫停运率的风电场可发出力概率模型,模型能够反映风电场出力的随机性。同时,研究了电力系统可靠性指标随风电场可发出力的变化趋势,在此基础上,考虑到传统单一可靠性指标的不足,对含风电场电力系统的可靠性指标概率分布情况进行研究,求得风电场接入电网产生的风险价值和条件风险价值指标,为风电场的规划和运行提供基础。     

计及计划内偏差和风速分布的风电场商日前市场竞标研究

随着大规模风电并网和电力市场的发展,风电场商被要求参与到电力市场中。由于风电的波动性和不可准确预测性,风电场商在竞标出力获取收益的同时,需要承担无法准确申报出力而导致的不平衡费用。本文遵循风电本身的客观规律,提出不平衡费用的收取需要考虑功率计划内偏差,详细推导在风电场风速满足威布尔分布情况下的风电场商日前市场竞标模型,该模型以风电场商期望收益最大化为目标,在日前市场风电场商获得竞标出力收入,在不平衡市场风电场商收取超过计划内偏差功率部分的不平衡费用。算例详细分析不平衡市场的报价、计划内偏差比例和不同风速分布参数对风电场商日前市场竞标出力的影响。     

风速相关性对最优潮流的影响

电网内的多个风电场风速往往因为其地理位置的远近而有着不同程度的相关性,采用Nataf逆变换技术即可建立不同风电场之间具有相关性的风速分布样本空间,进而得到具有相关性的风电场出力。在仿真过程中考虑风速的不确定性,将每个风电场出力视为一个负的满足威布尔随机分布的负荷,根据历史数据,用方差—协方差矩阵描述不同风电场相关系数,建立最优潮流模型。最后,在风电接入改进IEEE 30及IEEE 118节点系统中应用蒙特卡洛仿真计算,定量研究随着风电场之间相关性的增强,最优潮流结果各项指标的波动情况。     

考虑统计和互相关特性的多风电场风速数据模拟生成方法

以各风电场历史风速概率密度函数、风速波动统计直方图与互相关系数为约束因素,提出了一种考虑多风电场统计和互相关特性的风速时间序列模拟生成方法。考虑到以月为统计单位的风速常符合多峰混合威布尔分布规律,首先将各风电场每月风速分布分解为含不同样本数的单峰威布尔分布;其次生成多个符合特定互相关系数及瑞利分布特性的时间序列,并继续转化为多个符合特定互相关系数及单峰威布尔分布特性的数据序列;拼接各风电场已生成序列并对时间顺序进行前后调整,最终得到各风电场符合多峰混合威布尔分布和波动统计特征及不同风速互相关系数的风速时间序列。算例表明,模拟生成的风速数据可较好地兼顾各风电场自身和相互之间的统计规律。     

基于区间估计的风电出力多场景下静态电压安全域研究

提出一种建立风电多场景的新方法,用于计算发生概率较大的风电出力场景及该场景下的系统静态电压安全域边界。该方法依据风速的威布尔分布特性,能够在参数未知的情况下,利用实测风速的极大似然估计和Fisher信息矩阵,对风速的形状参数、尺度参数进行满足置信度?的区间估计,再根据Gamma函数与威布尔分布n阶矩阵的关系,来计算实际风速期望的近似区间,继而计算风电的出力水平;再依据该出力水平区间的上、下限求得能适应大部分风电扰动的基于割集功率空间的静态电压稳定域实用边界。最后通过实例验证该方法的实用性和有效性。     

考虑线路阻塞的高渗透率风电电网暂态稳态量化分析方法

当前电网暂态稳定性分析方法未采用相关系数求解不同风电场的边缘分布,导致暂态稳态量化分析结果存在较大误差。提出考虑线路阻塞的高渗透率风电电网暂态稳态量化分析方法。构建考虑线路阻塞的高渗透率风电电网暂态稳态能量函数,分析风电出力变化对发电机组功角特性产生的影响,获取对应的风电电网暂态稳态判定依据;通过相关系数求解不同风电场的边缘分布,引入威布尔分布的逆函数获取风速序列构建风电电网暂态稳态风险指标,并进行风电电网暂态稳态量化分析。通过相关测试,全面验证了所提方法的有效性和可操作性。     

利用STRM和NCEP数据提高风电场宏观选址的准确性

利用STRM数据得出风电场宏观地形,利用NCEP数据提取出风电场的气象数据,在WAsP8.3软件的支持下,计算出描述风资源概况的风速、风功率密度和威布尔分布参数值的分布概况。根据风速、风功率密度分布可以直观地看出风资源的分布情况,根据威布尔分布参数值能够计算出初步的发电量,进而为风电场的宏观选址和下一步测风塔的建立提供依据。     

一种实时校正的改进BP神经网络超短期风速预测模型

风电机组出力可由风速计算得出,提高风速预测精度对减小风电并网冲击、合理调度风能资源至关重要。基于风电场气象及风速数据的时间连续性,提出了一种加入误差实时校正环节及风速变化趋势分析的改进方法介绍,在提高风速预测精度的同时有效改善了过校正情况。采用某个风电场的实际运行数据进行了仿真,结果表明,所提出的改进BP神经网络风速预测模型方法具有较好的预测精度。     

基于风电场动态时空关系的风速分布模型研究

通过测风塔风速和风向数据计算风电场各机组的动态空间位置,基于Matlab平台在综合风电机组尾流效应和时滞效应数学模型的基础上,建立了风速在各台风机上的分布模型。算例以实际风电场为研究对象,将测风塔的实测数据输入该模型计算场内各风机风速,分析了尾流和时滞因素对风速模型及风电场出力的影响,结果表明尾流降低出力、时滞平滑出力。最后将风速模型转换成全场输出功率模型,并与风电场实测出力数据进行比较,验证了所建风电场风速模型的有效性。     

考虑尾流效应和集电系统元件故障的风电场可靠性建模

分析平坦地形和复杂地形下风电机组间尾流效应对风电场输出功率的影响;建立两状态等值风电机组以及五状态断路器、三状态变压器等集电系统元件的可靠性模型,考虑集电系统元件故障对风电场输出功率的影响。运用威布尔分布模拟风速,对风速、等值风电机组状态、集电系统元件状态等进行非序贯蒙特卡洛抽样仿真,基于MATLAB进行编程计算。结果表明,尾流效应和集电系统元件故障对风电场的输出功率都有不可忽视的影响,综合考虑二者的风电场可靠性模型提高了对风场输出功率计算的真实性和准确性,评估风电场并网可靠性指标时更为精确、贴近实际。     

风速概率分布参数预测及应用

利用双参数Weibull分布对历史风速数据按月拟合,通过对每年相同月份的分布参数数据进行分析,提出了一种基于灰色模型的、对未来年份中对应月的风速分布参数进行预测的方法。算例结果表明,该模型可以用较少的历史数据获得较高的精度,而预测所得的参数既可以用来评估风电场的风资源,又可根据概率分布的逆运算得到符合预测参数的风速序列。上述预测结果可以广泛应用于风力发电系统的仿真或风电场并网可靠性分析等方面。     

风电场输出有功功率的协调分配策略

传统风电场功率分配多以平均方式为主,未能充分考虑场内机组的个性信息。对此,依据机组出力特性与运行状态信息将场内机组划分为临界出力型、降功率出力型、低风速区型及高风速区型4种类别。在此基础上,提出以桨距角控制与转速控制2种调节方式为手段的风电场输出功率协调分配策略。相比传统方式,该策略充分考虑了各机组的出力特性与运行状态等个性信息,使风电场输出功率调节问题在经济性与安全性方面均达到最优化效果。通过所建Simulink模型仿真分析表明,所提协调分配策略能以较好的效果实现风电场输出有功功率分配的协调与优化。     

最小误差逼近算法在风电场风能资源特性分析中的应用

文章采用最小误差逼近算法计算韦布尔分布特征参数和Ａ,和Ｋ,近似拟事风电场实际风速频率分布的韦布尔分布。根据比分布了解风电场的风速特性,通过选择适当的风力发电机组,可以比较准确地预测风电场年输出电能。     

Research on multi-terminal traveling wavefault location method in complicatednetworks based on cloud computingplatform

Determination of the output power of wind generators is always associated with some uncertainties due to wind speed and other weather parameters variation, and accurate short-term forecasts are essential for their efficient operation. This can efficiently support transmission and distribution system operators and schedulers to improve the power network control and management. In this paper, we propose a double stage hierarchical adaptive neuro-fuzzy inference system (double-stage hybrid ANFIS) for short-term wind power prediction of a microgrid wind farm in Beijing, China. The approach has two hierarchical stages. The first ANFIS stage employs numerical weather prediction (NWP) meteorological parameters to forecast wind speed at the wind farm exact site and turbine hub height. The second stage models the actual wind speed and power relationships. Then, the predicted next day’s wind speed by the first stage is applied to the second stage to forecast next day’s wind power. The influence of input data dependency on prediction accuracy has also been analyzed by dividing the input data into five subsets. The presented approach has resulted in considerable forecasting accuracy enhancements. The accuracy of the proposed approach is compared with other three forecasting approaches and achieved the best accuracy enhancement than all.     

大型并网风电场储能容量优化方案

为减少大型并网风电场输出功率不稳定给系统频率造成的较大影响,在Matlab平台中仿真了风电机组输出功率随风速变化的规律,以风电机组输出功率特性函数和风电场风速概率分布函数为基础,提出了一种计算大型风电系统长时间稳定输出所需储能容量的方法,并用实际风电场数据验证了该方法的有效性,以期为风电场设计提供决策参考。     

基于Copula函数的风电场风速建模分析

韭菜坪风电场为贵州省的一个大型山区风电场,风电场内各机组的风速具有一定相关性。本文采用多元正态Copula函数及秩相关矩阵度量的方法来量化分析该风电场内风速的相关性,以建立更能反映该风电场特性的风速模型。多元正态Copula函数能有效地将威布尔分布的风速序列、风速累积概率分布序列及标准正态分布序列连接起来,实现相关风速变量的转换及建模预测。该方法为今后分析韭菜坪风电场风速特性对该地区电网安全稳定性的影响提供一定的技术支持,也可为山区及大型风电场规划选址提供参考。     

基于实际运行数据的风电场功率曲线优化方法

根据风电场的实际运行数据分析风电场风速与风电场输出功率的统计规律,在传统风速区间划分的基础上提出一种风电场功率曲线的优化方法,通过对每个风速区间分配等量的历史观测数据,采用分段最小二乘线性回归方法对风速与输出有功功率之间的关系进行拟合,建立了风电场基于实际运行数据的优化功率曲线,并利用风电场实测数据对优化功率曲线进行验证分析。算例结果表明,风电场功率曲线优化方法精度较高,能够更准确反映风电场实际运行特性,可为风电场运行特性分析及并网研究提供参考。