考虑风电场间歇性的电力系统风险评估

随着我国风能等新的能源的开发与利用,我国风电的装机容量与规模越来越大。但是随着风电并网规模的提高,由于风电本身的间歇性与波动性的自然特性,对传统电网的威胁也越来越大。研究风电场并网对电力系统带来的影响,对于提高风电并网的可靠性与安全性,减少风电对传统电网的威胁,合理的利用风能具有重要的意义和参考价值。 文中着重从风电并网对电力系统的节点电压与线路潮流两个方面进行风险的分析与研究,将风电场并网对传统电网的的影响进行了比较全面的分析。在电网节点电压和支路潮流分析方面,采用电力系统中随机生产模拟的方法,考虑到了风电的波动性和随机性特性,采用以半不变量法及Gram-Chalier级数展开式为数学基础的电力系统随机潮流的计算方法,从总体上把握风电厂并入电网对传统电力系统的影响,运用随机数学分析中的分析与运算方法,根据风电场节点注入功率的半不变量能够求解节点电压和支路潮流的随机变量的半不变量,从而能够得到随机变量的累积分布函数曲线(CDF)和概率密度函数曲线(PDF)最终得出节点电压越限和支路潮流越限的概率。同时,为了提高计算的准确率和实际的参考价值,本文提出了改进的考虑风电场电力系统随机潮流的计算方法。该计算模型与传统的随机潮流计算中风电场节点的处理不同,该模型考虑到了风力发电机内部的等值电路,在计算基准运行点时引入了风力发电机的内部等值电路的迭代运算,克服了传统的将风电节点单纯的看做PQ节点或PV节点的保守处理的缺点,该改进模型分常规潮流计算和风机内部等值电路计算两部分分别交替迭代,提高了计算运行的精度,具有实际的参考价值。本文首先建立了含风电场的电力系统的数学模型以及传统电网潮流计算的线性化计算模型。其次,根据风电场注入的功率的随机波动,以风电场两种不同的接入位置为算例,运用改进的潮流计算算法对含风电场的电力系统进行潮流计算与分析,得到一些有价值的结论。最后部分运用传统的风险研究理论,根据随机潮流计算的结果分别建立了考虑风电场的电力系统的节点电压越限和支路潮流越限的风险指标,该指标考虑到事故发生的概率和严重性并将经济因素考虑在内。然后根据节点电压越限和支路潮流越限的风险指标对风电接入电网的影响进行了定量的评估,为风电场的规划与运行提供了一定的参考价值。