含間歇性電源發(fā)輸電系統(tǒng)可靠性研究.pdf

1、當(dāng)前世界能源與環(huán)境問(wèn)題日益突出，風(fēng)電等間歇性能源得到廣泛利用，并網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)電場(chǎng)數(shù)量和規(guī)模逐漸增加。然而由于風(fēng)電資源的間歇性與波動(dòng)性，大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)后迫切需要研究風(fēng)電場(chǎng)對(duì)發(fā)輸電系統(tǒng)可靠性的影響，以為電力用戶提供可靠電能提供依據(jù)。
　　本文首先基于ARMA時(shí)間序列方法建立風(fēng)速預(yù)測(cè)模型，并通過(guò)對(duì)荷蘭Valkenburg地區(qū)風(fēng)電場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行算例分析，說(shuō)明時(shí)間序列模型用來(lái)預(yù)測(cè)風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速是合適的。引入反映變量之間相關(guān)結(jié)構(gòu)的Copula函數(shù)，

2、研究多維風(fēng)速序列之間的相關(guān)性，建立了Copula-ARMA時(shí)間序列模型，并利用高斯白噪聲序列之間的相關(guān)性來(lái)反映預(yù)測(cè)風(fēng)速序列之間的相關(guān)性，起到簡(jiǎn)化模型的作用。根據(jù)風(fēng)速之間的分段函數(shù)關(guān)系建立風(fēng)電場(chǎng)輸出功率預(yù)測(cè)模型，考慮風(fēng)電機(jī)組故障模型仿真，使得風(fēng)電場(chǎng)輸出功率序列能夠更貼合風(fēng)電場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行情況。
　　建立發(fā)輸電系統(tǒng)元件故障模型，介紹了蒙特卡羅方法的原理和分類，引入了系統(tǒng)失負(fù)荷概率、供電中斷期望值、電量不足期望值以及風(fēng)電場(chǎng)對(duì)供電中斷期望值貢

3、獻(xiàn)系數(shù)等可靠性指標(biāo)，對(duì)可靠性評(píng)估的基本理論進(jìn)行了闡述。建立直流潮流模型和含發(fā)電機(jī)出力調(diào)整和棄風(fēng)因素的最優(yōu)切負(fù)荷模型，采用序貫蒙特卡羅方法對(duì)含風(fēng)電場(chǎng)的RTS79系統(tǒng)進(jìn)行可靠性分析。分別對(duì)單個(gè)風(fēng)電場(chǎng)接入情形和考慮相關(guān)性的多維風(fēng)電場(chǎng)接入情形進(jìn)行分析。單個(gè)風(fēng)場(chǎng)接入系統(tǒng)時(shí)算例分析采用不同接入方案，包括風(fēng)電場(chǎng)選址以及接入風(fēng)電場(chǎng)規(guī)模等因素，來(lái)研究接入風(fēng)電場(chǎng)對(duì)系統(tǒng)可靠性指標(biāo)的影響。算例結(jié)果表明當(dāng)風(fēng)電場(chǎng)接入自身可靠性較低的節(jié)點(diǎn)時(shí)，對(duì)系統(tǒng)可靠性水平的提升能

4、力較強(qiáng)，但風(fēng)電場(chǎng)多點(diǎn)接入后對(duì)系統(tǒng)可靠性水平的提升能力不一定大于單點(diǎn)接入情況，因此在實(shí)際電網(wǎng)規(guī)劃時(shí)需要考慮系統(tǒng)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、線路節(jié)點(diǎn)容量等因素。此外，隨著接入系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，系統(tǒng)可靠性能得到提升，但當(dāng)風(fēng)電場(chǎng)規(guī)模達(dá)一定程度時(shí)，系統(tǒng)可靠性指標(biāo)趨于平穩(wěn)，即再增加機(jī)組不會(huì)明顯提升可靠性。掌握這一臨界值可以對(duì)電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性較好控制?？紤]相關(guān)性的多維風(fēng)電場(chǎng)接入系統(tǒng)后，隨著風(fēng)場(chǎng)風(fēng)速序列之間相關(guān)性程度的增大，系統(tǒng)可靠性指標(biāo)值也增大，即

5、導(dǎo)致可靠性下降。當(dāng)忽略或低估風(fēng)速序列的相關(guān)性時(shí)，會(huì)導(dǎo)致可靠性評(píng)估結(jié)果偏向樂(lè)觀。
　　最后基于可靠性指標(biāo)引入風(fēng)電場(chǎng)容量可信度的基本概念，闡述了風(fēng)電場(chǎng)容量可信度等效固定容量、等效載荷能力以及等效常規(guī)容量定義方式。采用IEEE-RTS79系統(tǒng)作為仿真算例，以系統(tǒng)失負(fù)荷概率LOLP為指標(biāo)，分析了不同計(jì)算方法的收斂速度，結(jié)果表明弦截法具有較快的收斂速度?；谙医胤ū容^風(fēng)電場(chǎng)不同接入方式和不同滲透率下的容量可信度，結(jié)果表明在接入相同裝機(jī)容量風(fēng)

6、電場(chǎng)情況下，接入點(diǎn)越薄弱，容量可信度越高，并且由于風(fēng)速自身隨機(jī)性、波動(dòng)性的特點(diǎn)，風(fēng)電機(jī)組的容量可信度遠(yuǎn)低于常規(guī)機(jī)組。此外，當(dāng)風(fēng)電場(chǎng)滲透率較小時(shí)，風(fēng)電場(chǎng)容量可信度較大，隨著風(fēng)電場(chǎng)滲透率的逐步增加，將產(chǎn)生容量飽和效應(yīng)，雖然可靠性水平得到提高，但風(fēng)電場(chǎng)容量可信度值呈直線下降的趨勢(shì)。因此在考慮風(fēng)電場(chǎng)裝機(jī)容量時(shí)，應(yīng)考慮滲透率不超過(guò)某一臨界值，以使得風(fēng)電場(chǎng)輸出功率得到充分應(yīng)用，取得經(jīng)濟(jì)性和可靠性的平衡?？紤]風(fēng)速相關(guān)性對(duì)風(fēng)電場(chǎng)容量可信度的影響，結(jié)果表