风电场可靠性评估研究

21世纪,风能将成为开发潜力最大的新能源。风能,具有取之不尽、用之不竭的特点,是一种可再生的、清洁的能源,不会耗尽、不会污染环境、储量巨大,只要科学、合理的开采,风能就有可能成为未来人类重要的能源形式。 尽管风力发电有着得天独厚的优势,但它同时也伴随着与生俱来的弊病。由于风能在时间和空间上的分布具有很大的不均匀性,风速经常处于变化中,不受控制、难以预测,很难实现电力系统的完全调度。这与火电、水电、核电相比有着巨大的区别,因此,一般认为风力发电对系统容量裕度的贡献较弱,对提高系统可靠性的作用较小。尤其是当风电在电力系统中占的比例越来越大时,风电的弊病就表现的越来越明显,已经到了不得不认真审视的地步,而这正是本文所要研究的内容。论文主要工作如下: 首先概括介绍当前风力发电在世界的发展情况,尤其是我国风电发展的现状、潜力及未来,说明发展风电的迫切需要。还介绍了风电可靠性的研究现状。然后介绍了风力发电的工作原理和评估风电场资源的指标,对风电机的运行状态进行了概述。之后介绍了风速模拟的方法,并对威布尔分布进行了详细的介绍。在此之后,介绍了风电可靠性评估的蒙特卡罗方法,并对本文所使用的蒙特卡罗方法进行了详细的介绍,包括原理、步骤、分类等内容,为后文使用这种方法打好了基础。 然后,具体实现了风电可靠性评估的蒙特卡罗方法,对风电场的可靠性进行了分析,进行了可靠性指标的计算,提出了提高可靠性的措施。本文使用蒙特卡罗方法分析风电场的可靠性,并给出分析的具体方法、过程,以及计算结果,然后对结果进行了分析。蒙特卡罗方法是一种计算方法,但与一般数值计算方法有很大区别。它是以概率统计理论为基础的一种方法。由于蒙特卡罗方法能够比较逼真地描述事物的特点及物理实验过程,解决一些数值方法难以解决的问题,因而该方法的应用领域日趋广泛。本文就是基于这种原理,对风速等运行数据依据概率进行了抽样,使用抽样数据计算可靠性参数。