多風(fēng)電場-抽水蓄能聯(lián)合系統(tǒng)的可靠性評估和容量可信度模型.pdf

1、隨著化石能源的枯竭和環(huán)境問題的惡化，風(fēng)能的利用吸引了全世界的關(guān)注。風(fēng)力發(fā)電具有隨機(jī)性和間歇性的特點，大規(guī)模風(fēng)電的接入將給電力系統(tǒng)帶來新的挑戰(zhàn)。為維持電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行，需限制風(fēng)電接入量。抽水蓄能電站具有儲能特性，可提高風(fēng)電接入量，減少棄風(fēng)。風(fēng)電出力的不確定性使風(fēng)電場的載荷能力和可靠性貢獻(xiàn)與傳統(tǒng)機(jī)組不同。在可靠性保持不變的前提下，可信容量可以直觀地反映風(fēng)電場的可靠性貢獻(xiàn)，這對于含大規(guī)模風(fēng)電接入的電力系統(tǒng)規(guī)劃有重要的理論指導(dǎo)意義和實際應(yīng)

2、用價值。本文計及集電系統(tǒng)的影響，對多風(fēng)電場、多風(fēng)電場-抽水蓄能聯(lián)合系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行評估，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行容量可信度計算。
　　根據(jù)風(fēng)電場集電系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使用深度優(yōu)先遍歷法得到風(fēng)機(jī)與匯流母線的聯(lián)接通路集和隔離集；計及集電線路、等值風(fēng)機(jī)的隨機(jī)故障，考慮線路故障對風(fēng)機(jī)的影響和開關(guān)的隔離、切換等操作，建立評估含集電系統(tǒng)風(fēng)電場可靠性的序貫蒙特卡洛模型。定義了風(fēng)電場集電系統(tǒng)可靠性指標(biāo)，刻畫集電系統(tǒng)對風(fēng)機(jī)停運概率、風(fēng)電場發(fā)電量的影響。對四種典

3、型集電結(jié)構(gòu)的風(fēng)電場進(jìn)行可靠性評估。算例結(jié)果表明：不同集電結(jié)構(gòu)風(fēng)電場的風(fēng)機(jī)停運概率、風(fēng)電場有效運行臺數(shù)概率、風(fēng)電場年發(fā)電量等可靠性指標(biāo)各有差異，因此，在風(fēng)電場可靠性評估中需要計及集電系統(tǒng)的影響。
　　使用對分法計算時移ARMA模型的最佳時移時間，生成滿足互相關(guān)性和自相關(guān)性的風(fēng)速時間序列；在前述風(fēng)電場可靠性模型的基礎(chǔ)上，給出多風(fēng)電場可靠性評估的序貫蒙特卡洛方法；基于可靠性評估結(jié)果，依據(jù)等可靠性準(zhǔn)則，結(jié)合有效載荷能力和等效常規(guī)機(jī)組容量等

4、定義，使用弦截法計算多風(fēng)電場的容量可信度。采用IEEE-RTS測試系統(tǒng)對多風(fēng)電場可靠性進(jìn)行評估，研究相關(guān)系數(shù)對可靠性指標(biāo)的影響，并分析滲透率、峰負(fù)荷等級對容量可信度的影響。算例分析表明：計及風(fēng)速的相關(guān)性會引起系統(tǒng)可靠性性能下降，因此在多風(fēng)電場可靠性評估中需要計及相關(guān)性影響；隨著滲透率增加，風(fēng)電場容量可信度隨之降低；隨著峰負(fù)荷的增大，風(fēng)電場容量可信度隨之升高。
　　在前述多風(fēng)電場可靠性評估模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合抽水蓄能電站的運行策略，計

5、及抽水蓄能電站的抽發(fā)效率、水庫庫容、裝機(jī)容量等影響因素，建立多風(fēng)電場-抽水蓄能電站聯(lián)合系統(tǒng)的可靠性評估模型，使用序貫蒙特卡洛法進(jìn)行可靠性評估和棄風(fēng)指標(biāo)計算，并使用弦截法進(jìn)行容量可信度計算。以含聯(lián)合系統(tǒng)的IEEE-RTS測試系統(tǒng)為例，研究限制風(fēng)電接入對多風(fēng)電場可靠性的影響；對比不同運行策略對聯(lián)合系統(tǒng)可靠性和容量可信度的影響。算例分析表明，接入抽水蓄能電站后，棄風(fēng)情況有所改善，聯(lián)合系統(tǒng)容量可信度提高，證明聯(lián)合運行可提高系統(tǒng)可靠性和風(fēng)能利用率