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。     

计及风电场的发输配电系统可靠性评估

考虑风速时序性和自相关性的特点,建立了风速的自回归移动平均(auto-regressive and moving average,ARMA)模型,并结合常规机组、线路和变压器等状态模型,建立了基于蒙特卡罗仿真方法的风电场可靠性模型,对含风电场的发输电组合系统进行可靠性评估,同时建立了发输电组合系统的多状态机组等值模型,将该等值模型与配电系统相结合,计算了平均停电频率和停电电量损失等配电网可靠性指标,通过分析和比较可靠性指标研究了风电场对配电系统可靠性的影响,结果表明风电机组的接入对提高电力系统可靠性具有一定的作用。     

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.     

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。     

风电大规模介入下计及负荷不确定性的电力系统可靠性评估

基于负荷预测的不确定性建立了峰荷的隶属函数,并结合负荷的离散概率分布建立了负荷的模糊概率模型。根据威布尔分布的风电场的风速模型,用蒙特卡罗仿真方法评估电力系统的可靠性。通过可靠性测试系统IEEE-RTS79,分析比较了没有风电接入和风电大规模接入的情况,讨论了增加风电机组和常规机组对电力系统可靠性的影响。     

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。     

风电场及储能装置对发输电系统可靠性的影响

随着风电渗透率的逐步增大,针对风电功率的随机性和间隙性,建立了考虑风速时序性和自相关性的自回归–滑动平均风速预测模型,并结合储能装置在电力系统中的应用情况,采用序贯蒙特卡罗仿真方法,分析评估了风电场、储能装置及燃气轮机备用容量对发输电系统可靠性的影响。将风机和储能装置接入IEEE-RTS79系统进行仿真,综合考虑常规机组的强迫停运率、输电元件的故障率、输电网络线路过负荷等因素,仿真结果表明采用该模型和方法能够量化各种因素对发输电组合系统可靠性的影响。     

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。     

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.     

风电场对发输电系统可靠性影响的评估

建立了基于蒙特卡罗仿真的含风电场的发输电系统可靠性分析模型,该模型不仅考虑了风速的随机性、风电机组强迫停运率及其与气候的相关性,而且计及了输电网络故障率和输电线路有功功率限制.将该模型应用于含风电场的电力系统仿真,按照在满足系统安全约束条件的前提下充分利用风电的原则,对系统进行模拟调度,计算出能反映风电价值的可靠性指标,为风电场的规划与运行提供了重要的参考价值.     

含风电场的发电系统可靠性分析

为分析风电场并网对发电系统可靠性的影响,建立了基于状态转移抽样的风电机组多状态模型,提出了等风速与等风频的状态区间划分原则,并根据实测数据求得风电机组各状态的平均持续时间与状态转移率。采用序贯蒙特卡洛模拟技术评估含风电场发电系统的可靠性。基于IEEE-RBTS的仿真结果表明:与威布尔直接抽样相比,风电机组多状态模型更精确;风电机组等风频11状态可靠性模型能够在不增加可靠性分析复杂性的前提下有效提高分析精度。     

风电场可靠性建模

考虑风速和风向的随机变化、风电机组的功率特性、不同风电场之间风速的相关性以及风电机组停运模型、风电场尾流效应和气温的影响,建立了风电场可靠性模型及尾流效应模型。仿真结果验证了所提模型的有效性。该模型为进一步研究含风电场的电力系统可靠性评估、风电场容量可信度以及其他风电场并网问题打下了基础。     

考虑风速相关性的电力系统可靠性评估

在研究风电并网对系统可靠性的影响中,风电场间的风速相关性是一个重要影响因素。首先,研究了电力系统可靠性统评估必要的相关模型;其次,为建立风电场间风速相关性的数学模型,研究了矩阵变换法并将其引入系统可靠性评估,用于定量模拟同一风带下具有一定相关性的多个风电场风况;最后,基于序贯蒙特卡罗模拟法研究了考虑风速相关性的电力系统可靠性评估流程。以IEEE-RTS79系统为例验证了本文所提模型的有效性,并分析不同风速相关程度下系统可靠性水平的变化情况。研究结果表明,风速相关性对系统可靠性有不利影响,考虑风速相关性将使评估结果更加准确可信。     

基于解析法的风电场可靠性模型

采用频率和持续时间法的思想,通过风电场的风速数据和风电机组特性参数求得风电场各个状态的概率、频率、转移率。在马尔科夫链法的基础上,充分考虑风电场出力的随机性特点和风机的强迫停运率,建立了基于解析法的风电场可靠性模型。该模型采用聚集的思想,将风电场建模成一个类似于多状态的常规机组,大幅减少了风电场输出功率状态数。在RBTS测试系统中加入10台相同的V80-2 MW风机进行仿真,利用可靠性指标缺负荷期望(LOLE)、缺负荷频率(LOLF)、缺负荷持续时间(LOLD)反映风电场对系统可靠性的影响。通过对仿真结果的比较分析,证明了所提模型的可行性和有效性。     

计及风速与线路故障率周期时变特性的风电并网系统可靠性评估

目前在风电并网系统长期可靠性评估中,风速多采用威布尔概率分布模型,输电线路故障率多采用年均值故障率,其评估结果无法反映系统可靠性随时间的变化情况。提出了综合考虑风速和输电线路故障率周期时变特性对电网的影响进行可靠性评估。在风电场出力方面,建立了风速的时间周期时变模型,并根据风机输出功率与风速的函数关系进一步建立了风电场的出力模型;在输电线路故障率方面,通过统计气象引起的输电线路故障次数计算历史同期各月故障率,用曲线拟合模拟其变化规律,建立了输电线路故障率周期时变模型。基于上述两种模型,用蒙特卡洛模拟法,对风电并网系统的时变可靠性进行评估,最后用算例进行了验证,评估结果可为电网中长期调度、运维及检修决策等提供参考。     

基于等可靠性准则的风电场容量可信度评估方法

风电容量可信度是衡量风力发电对电力系统可靠性贡献的重要指标。建立风速、风电机组和风电场出力模型,并考虑尾流效应,将风电场处理为等效的多状态发电机组。基于发电系统可靠性指标定义了风电场的容量可信度,采用截弦法计算得到风电场的容量可信度。以加入风电场后的IEEE RTS-96系统作为算例进行评估,通过风电渗透率、系统备用、常规机组强迫停运率等因素对风电场容量可信度的影响分析,验证了该方法的正确性和有效性。     

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。     

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。     

一种含风电场的发电系统可靠性解析计算方法

基于马尔科夫链,提出一种含风电场的发电系统可靠性解析计算方法,该方法综合考虑风电场风速波动的随机性及不同类型风电机组故障的影响,将可用容量状态概率及增量频率的应用从机组、负荷拓展到对风电场可用容量的分析中,分别构建常规发电机、负荷及风电场可用容量的概率及频率分布(函数)。通过应用该方法,包括概率型、频率及持续时间型等指标在内的含风电场的发电系统可靠性指标可完全由概率及频率分布函数的卷积和加法运算得到,使得含风电场的发电系统可靠性评估变得简洁和方便。此外,还提出优化随机变量状态聚类数取值的方法,以提高基于马尔科夫链对多状态时序随机变量进行建模的准确性。最后,对修改后的IEEE-RTS79测试系统进行评估分析,说明方法的有效性,结果表明该方法能快速准确地实现含风电场的发电系统可靠性评估。