风速分布预测的指数平滑模型及其在配电网可靠性中的应用

风电机组多状态出力模型的准确建立是含风电机组配电网可靠性评估的关键。基于风速历史数据由近及远影响逐渐减弱的特性,提出一种新的风速分布预测模型,即风速分布预测的指数平滑模型。在指数平滑模型建立中,以风速预测值与实测值间的绝对误差最小为目标函数构造并确定平滑系数最优取值,从而建立风电机组多状态出力模型。通过同ARMA、Weibull分布等风速模型的比较,验证了指数平滑方法建立风电机组多状态出力模型的精确性与高效性。将该方法应用于IEEE RBTS测试系统BUS 6的配电网可靠性评估,并与已有方法进行对比,表明该方法在可靠性评估计算精度上具有一定的优势。     

风电机组出力状态数对含风电机组配电网可靠性影响

基于风速分布的ARMA、Weibull和指数平滑模型,建立风电机组的多状态出力模型,并对含风电机组的配电网可靠性进行评估。应用该算法对RBTS-BUS6测试系统进行可靠性评估,并对不同风速预测模型对可靠性评估的影响进行对比分析,分析了风电机组多状态出力模型状态数的变化对含风电机组配电网可靠性指标的影响,表明指数平滑模型对应的配电网可靠性指标准确度更高。     

风电机组出力的概率性评估

考虑运行、停运和降额状态,建立了风电机组的多状态故障模型;考虑风速的随机性和风机本身的故障率对风机出力的影响,运用蒙特卡罗方法对风机状态和风速进行概率抽样,并对风电机组的出力进行概率评估。在Matlab中建立了风电机组出力概率评估的仿真程序,并对某风电场1.5MW系列风电机组出力进行概率评估,给出了该类型风机不同出力状态下的概率,结果验证了所建可靠性模型和评估方法的有效性和适应性。     

大型发电机组等效故障次数的分析与计算

大型发电机组在运行过程中存在大量的强迫降出力(IUD)事件。在利用随机过程模型分析大型发电机组的可靠性指标时,若将一次IUD事件计为1次故障。则对机组的可靠性水平估计偏低;若忽略IUD的影响,不计入故障,又使机组的可靠性估计偏高。文中针对这种情况,引入“分数次故障”的概念,将IUD等效为分数次故障,用分数次故障的大小来反映IUD的故障严重程度,从而使发电机组的可靠性评估更接近实际情况。此外,现有的随机过程模型都是基于整数次故障的,为便于利用这些模型,文中还介绍了将分数次故障进行整数化的方法。最后用实例简要说明了应用上述方法处理某地区一台300MW发电机组原始数据,并获得有效故障数据的情况。     

基于蒙特卡罗方法的风电场有功出力的概率性评估

风电具有随机性和间歇性的特点,常规确定性方法已无法准确评估风电场有功出力情况。为了解决此问题,引入概率性方法对风电场出力进行评估。考虑运行、停运和降额状态,建立了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、风电场尾流效应建立了风电场的可靠性模型。基于此模型,应用蒙特卡罗方法给出了风电场有功出力概率评估的方法和流程。在Matlab中编写了相关程序,并对风电场的有功出力进行了概率评估,分析了不同可靠性参数和模型参数对评估结果的影响,从中可以看出风速模型中形状参数和尺度参数对评估结果影响较大。     

一种用于序贯蒙特卡罗仿真的风电机组多状态可靠性模型

针对传统风电机组可靠性模型不适合序贯蒙特卡罗仿真的不足,利用基于马尔可夫链的解析方法建立了风电机组的多状态可靠性模型。通过对整个风电场的风况和风机的历史运行数据的统计,得出风机有功输出状态之间的转移率,利用基于马尔可夫链的解析方法求出每个风机状态出现的概率和该状态的平均持续时间。在此基础上,提出了用于序贯蒙特卡罗仿真的双重抽样方法。在Matlab中编制了风电机组多状态可靠性模型的仿真程序,并与常用的基于单重抽样方法的两状态模型进行比较分析。仿真结果表明了所建多状态可靠性模型和所提双重抽样方法的有效性,该模型能反映故障情况下任意持续时间的风机出力,从而提高了模型的准确性和应用范围。     

风速分布模型在系统可靠性评估中的应用

为提高风电并网的电力系统可靠性评估效果,本文提出了一种基于最大熵原理的风速分布拟合方法用于含有风电场的电力系统可靠性评估。该方法将历史风速数据的1阶原点矩和2~4阶中心矩作为最大熵原理的约束条件拟合得到风速分布模型,结合风机出力模型和传统机组出力模型的卷积获得系统总的出力模型,通过计算充裕性指标评价系统的可靠性,并在RBTS测试系统上进行验证。结果表明,该方法能够根据有限的风速数据得到更接近真实情况的风速分布,其可靠性指标更加接近真实值。     

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。     

含风电场的互联发电系统可靠性评估

为得到更准确的风速序列,建立了小时级的时序风速概率分布模型,并根据该模型进行抽样获得时序风速序列。考虑风电机组的功率输出特性、尾流效应等因素,建立了风电场可靠性模型。采用分区的方法,结合增加了由25台风电机组组成的风电场的IEEE-RTS 24节点算例,利用时序蒙特卡洛模拟法对含风电场的互联发电系统进行可靠性评估。所提模型考虑了风速和负荷的时序相关性以及风电机组的功率输出特性、尾流效应等影响风电场出力的因素,使风电场接入系统后的可靠性评估更为客观、准确。     

考虑风电机组故障的风电场可靠性模型及其应用

提出一种风电场可靠性模型,该模型考虑风电机组故障,将风电场可用容量的概率分布与可用风能的概率分布相结合,计算出风电场输出功率的概率分布,然后将输出功率离散到数个降额运行出力水平,将风电场等效为一个多状态常规机组。模型不仅适用于由同种风电机组组成的风电场,还可用于由多种不同型号风电机组组成的风电场,可方便地应用于解析法和模拟法来评估风电场接入对电力系统可靠性的影响,以简化含大型风电场电力系统可靠性评估的复杂程度。以IEEE-RTS 79系统为算例,验证了所述模型的有效性。     

基于模糊聚类的含风电场发电系统可靠性分析

风电出力的随机性和间歇性使得风电在接入发电系统时会对发电系统可靠性造成影响。考虑到风电出力与负荷之间存在一定的相关性,提出了一种基于模糊聚类的风电场多状态可靠性模型。模型根据风电场出力与负荷数据的分布情况,使用两维模糊聚类对数据进行状态划分,并计算各状态之间的转移概率,最后通过序贯蒙特卡罗模拟对含风电场发电系统进行可靠性评估。算例分析结果表明,所建模型能够很好地模拟出风电场出力和负荷的分时序列,且可靠性分析结果准确有效。     

计及运行策略的微电网可靠性评估

因负荷和新能源出力的波动性,微电网运行状态随时间变化,在进行微电网可靠性评估时应计及运行状态的时变性。推导了不同运行状态下微电网可靠性参数的解析表达式,建立一种微电网可靠性评估模型,准确计及了运行状态间的转移特性。应用RBTS-BUS6算例验证了模型的有效性和实用性。算例分析表明：柴油发电机持续出力的策略能更好地改善微电网可靠性,对外网负荷点的影响更大;但柴油发电机作为备用的策略具有更好的环境和经济效益;增加微电网内储能电池的最大放电功率能有效提高微电网可靠性。     

高比例新能源电力系统可靠性高效评估和薄弱环节辨识方法

新能源渗透率的提高可能诱发供电中断的风险,使电力系统的运行可靠性降低,传统的中长期可靠性评估方法难以满足运行可靠性评估的时间需求。本文提出了一种电力系统运行可靠性高效评估算法,揭示了电力系统运行可靠性指标与风电出力不确定性因素的解析函数关系,避免不确定性因素变化时可靠性的重复计算。首先,基于隐马尔可夫模型对风电出力的分布特性进行建模;然后,通过状态枚举-混沌多项式展开方法建立可靠性指标与风电出力间的解析函数;最后,基于解析函数实现对实时风电出力下的新能源电力系统运行可靠性的高效评估及薄弱环节辨识。以修改的IEEE-RTS79系统为例进行分析计算,验证了所提方法的有效性。     

考虑尾流效应的风电场可靠性模型研究

考虑风电场的风况条件及风机排布阵列、风机强迫停运率、风电机组之间的尾流效应和风电机组输出功率特性曲线,建立了风电基地发电可靠性模型.据此,对东北地区某一风电场的风速和有功出力进行了仿真研究,结果表明,风电场可靠性评估考虑尾流效应,有利于进一步准确研究风电场可靠性模型的应用以及风电场对电力系统可靠性的影响.     

考虑新型配电元件多状态可靠性模型的配电网可靠性评估

传统配电网可靠性评估模型难以模拟新型配电元件在传统工作与停运2种状态之外的新状态。针对该问题，提出一种考虑新型配电元件多状态可靠性模型的配电网可靠性评估方法。首先建立基于状态空间法的新型配电元件可靠性指标求解模型，该模型根据新型配电元件的子模块故障及其影响情况对新型配电元件进行状态划分，并建立新型配电元件马尔可夫模型，利用状态合并简化模型平稳状态概率求解，通过频率持续时间法计算考虑状态合并后的各状态可靠性指标，通过状态合并归总获取不同的可靠性状态及相应可靠性指标。在此基础上，建立基于状态空间蒙特卡洛法的含新型配电元件配电网可靠性评估模型，从而实现可靠性评估。最后，通过算例验证了该模型的有效性。     

计及冰雪天气影响的风电场短期出力模型

针对冰雪天气对风电场实际运行的影响,提出了一种新的风电场短期出力模型。该模型考虑了风电机组和集电线路的积冰过程,基于现有的研究成果对叶片积冰情况下的风电机组有功出力模型进行了修正。同时考虑冰雪天气下风电场内设备的随机停运,对风电机组和集电线路在恶劣运行条件下的故障停运概率进行了估计,建立了与环境因素相依的时变停运概率模型。考虑尾流效应影响,对风电场内机组的状态进行分批次抽样,并结合机组出力水平和集电线路的抽样状态,计算风电场的出力。仿真结果表明所提的出力模型能够反映风电场在冰雪天气下短时间内的出力特性,适用于风电接入系统的短期可靠性评估。     

基于改进PCM的抽水蓄能机组轴系可靠性评估

抽水蓄能机组启停频繁,工况多变,比常规水电机组更易发生故障,研究机组轴系可靠性变化规律能有效地判断机组的真实运行状态,及时发现异常,因此本文提出了一种基于改进比例协变量模型（proportional covariate model,PCM）的抽水蓄能机组轴系运行可靠性实时评估方法。改进的PCM首先通过基于马氏距离的理想解逼近法求解出初始故障率,无需大样本失效数据;其次采用多元线性回归模型建立了故障率和响应协变量之间的关系,避免人为确定基本协变量带来的主观差异性;最后通过多元线性函数对运行可靠度不断更新,动态揭示状态监测数据与可靠性的映射关系。将该方法应用到抽水蓄能机组轴系可靠性评估,结果实时反映了机组轴系的运行状态,证明了该方法的有效性和合理性。     

基于孤岛运行特性的微电网可靠性分析

分析了微电网中风电机组的出力随机特性,计及储能运行策略、工作状态及其充放电约束,通过全时序模拟重点分析了微电网孤岛模式的运行状态及可靠性。基于负荷分块的思想,综合考虑负荷重要程度及位置2方面因素,研究了孤岛模式的负荷削减策略。最后基于孤岛运行特性,提出了微电网孤岛平均首次持续运行时间和运行稳定率2个新的可靠性指标,并采用改进的RBTS Bus6配电系统进行了可靠性评估,算例结果验证所提模型和算法的有效性。     

含风力发电的发输配电系统可靠性综合评估

风力发电对电力系统可靠性具有一定的影响,考虑风速随机性和间歇性的特点,建立了服从正态分布的风速概率模型,并在此基础上提出了基于蒙特卡罗模拟法的风电场可靠性模型.为考虑风电机组对配电系统可靠性的影响,引入发输电组合系统的多状态节点等值模型,实现了含风力发电的发输配电系统可靠性综合评估.应用风速概率模型对国内某风电场进行了出力模拟,并将该风电场与RBTS(Roy Billinton Test System)系统相连,实现了含风力发电的RBTS系统可靠性综合评估.     

光伏发电接入配电网可靠性研究现状与展望

对含有光伏发电系统的配电网进行可靠性评估,有利于配电系统的安全可靠运行。概括了光伏发电接入配电网带来的影响,从光伏出力随机模型、光伏出力和负荷相关性、光伏发电系统结构等方面阐述了光伏可靠性模型,总结了光伏发电孤岛运行模型,并对光伏发电接入配电网的供电可靠性评估中解析法和模拟法的应用进行了分析,指出可靠性评估方法的改进、光储混合发电系统以及光伏发电接入交直流配电网可靠性是今后光伏发电接入配电网可靠性研究的重点。