计及风电场的发输电系统可靠性分析

由于风能本身具有随机波动性,所以大规模风电接入电力系统后将一定程度影响系统的可靠性、稳定性和电能质量等指标,其中可靠性作为现代电力系统的重要指标,对电力系统规划、运行和检修等活动具有重要指导意义,所以本文针对计及风电场的发输电系统可靠性进行了深入的分析与研究。 本文系统地介绍了含风电场的发输电系统可靠性评估的流程,包括：风速的模拟、发输电系统可靠性建模、可靠性分析方法。在风电场风速预测部分,针对常规时间序列法中低阶模型精度差,高阶模型参数估计复杂的问题,提出一种基于多尺度小波分解和时间序列法的混合预测模型,采用小波分解将各序列分量分别投影到不同频率尺度上,分解后序列再通过时间序列法来处理,有效的提高了非平稳风速序列的预测效果;发输电系统可靠性模型中主要建立了风电机组与常规机组等元件的停运模型,包括独立停运、共因停运等模型,其中共因停运通过虚拟元件来定义,有效的涵盖了独立停运和共因停运同时发生的事件；可靠性分析方法中针对传统蒙特卡洛法计算效率偏低的问题,提出一种基于分层渐进重要抽样的蒙特卡洛法,该方法对整个状态空间进行分层划分,抽样过程中考虑元件类别与重要度的不同而进行分层抽取,逐步优化系统的状态概率分布函数,避免了常规蒙特卡洛法在可靠性水平较高的系统评估过程中效率偏低和算法退化的现象,有效的提高了可靠性评估的计算效率。 在上述风电场风速模拟模型、可靠性模型、可靠性评估方法的基础上通过Matlab7.0编写相应的模拟程序对IEEE-RTS79测试系统进行可靠性分析。主要分析不同容量、不同位置风电场接入系统后对系统可靠性水平的影响,以及风电场接入系统后其有效负荷承载能力的分析计算。通过对具体算例的分析,既说明了风电场接入后对发输电系统可靠性的影响,同时也验证了本文可靠性评估算法的有效性和适应性。