风储联合运行对电力系统风险影响的研究

由于常规能源的短缺日益严重,能源需求不断增加,以风电为代表的新能源在各国得到迅速发展。与此同时,储能技术也得到快速发展,大规模储能在应对电力系统削峰填谷、降低电力系统和风电并网风险等方面都拥有广阔前景。针对目前研究中的不足,本文通过优化非序贯蒙特卡洛模拟的效率,改进伪时序蒙特卡洛模拟,从风险方面研究了风电、储能并网对电力系统的影响。首先,本文建立了风速和风电场可靠性模型,模拟了风电场出力,分析了出力模型不同的分级数量对该模型精确程度的影响,以及分级方法对精确程度的影响。其次,提出采用红黑树、散列表两种数据结构,分别构造动态故障集,以加速非序贯蒙特卡洛模拟法的风险评估速度。建立了含风电电力系统的元件故障模型、系统最小切负荷模型,介绍了序贯蒙特卡洛法和非序贯蒙特卡洛法在电力系统风险评估中的应用,分析不同的风电场出力等效模型、风电场位置等场景对红黑树性能的影响。之后,由于非序贯方法只能用于含风电系统的风险评估,不能反映储能时序特性,而序贯方法评价速度过慢的缺点,本文提出了采用了伪时序状态转移抽样法用于风储联合运行的电力系统;在详细介绍伪时序状态转移法的评价过程后,提出对负荷和风电场出力建立非聚合马尔科夫过程模型,改进了伪时序方法中状态转移截止条件。将红黑树应用于伪时序方法中,对比了非序贯方法和伪时序方法的差异。考虑了储能用于系统削峰填谷和系统紧急备用电源,以及储能不同的功率、容量下,对系统风险的影响。针对上述模型,分别应用Matlab在IEEE-RTS79系统中进行模拟,分析了不同储能容量、削峰填谷的比例、风电场位置和出力对电力系统风险的影响,通过算例分析验证了本文所提出的优化、改进方法的有效性。