基于电网实时运行条件下的风电场运行风险评估

风能是清洁、友好的可再生能源,由于其带来的巨大的环境、社会和经济效益,连同公众支持和政府刺激政策,使得风力发电在全球范围内发展迅速。风力发电不同于传统能源发电,以其独有的运行特点影响着常规电力系统的稳定安全运行,尤其当其渗透率达到一定的比例时,须着重考虑风电。传统可靠性评估方法和指标体系已不再适用于电力系统在线运行风险的评估,研究基于电网实时工况的风电场运行风险评估具有重要意义,本文以此为突破点进行了如下工作： 分析了传统电力系统可靠性评估领域的两种方法,解析法和蒙特卡洛模拟法,发现传统可靠性评估结果过于保守,无法指导风电场在线运行风险评估。为此引用了运行风险评估的相关理论,从元件的可靠性模型、元件瞬时状态概率、系统瞬时状态的选择和系统瞬时状态概率的求解若干方面入手,围绕基于电网实时工况和在线运行风险评估两个核心,结合数学理论和物理模型,将运行风险评估相关方法运用于风电场风险评估,得出了可行的算法流程和指标体系。 运用MATLAB软件编程模拟了风速曲线、风机出力曲线,探讨了尾流效应对风电场输出功率的影响,得出风电场每一台风机的输出功率不同是由排列位置和风速大小等因素决定。对IEEE-RTS79测试系统运用MATPOWER4.0进行潮流计算,设计了若干种不同的方案,对风电场不同接入形式下的系统潮流分布进行了对比,得出集中接入要比分散接入对系统的影响更大,尤其需要注意某些重载线路,其停运率、停运概率等在实时评估过程中会较正常时增大。用相同容量的风电场替代常规发电机组后,风电场运行风险指标较标准测试系统明显增大。