一种新能源并网电力系统的静态安全概率评估方法

专利类型：发明专利

语言：中文

申请号：CN201711107076.4

申请日：20171110

发明人：万小花付兵彬熊小伏杨德州杨云彭生江魏勇杨晶韩建锋王建李浩然张中丹孙志宏林波庞晓东

申请人：国网甘肃省电力公司经济技术研究院国家电网公司国网甘肃省电力公司重庆大学

申请人地址：730050 甘肃省兰州市七里河区西津东路628号

公开日：20180223

公开号：CN107732970A

代理人：黄河

代理机构：重庆博凯知识产权代理有限公司 50212

摘　　要：本发明提供了一种新能源并网电力系统的静态安全概率评估方法，采用风速、日照强度等气象要素时间周期特征的新能源出力模型综合反映气象随机波动特征和时间变化规律，采用基于蒙特卡洛模拟的概率潮流方法反映系统运行的不确定性，两者结合建立新能源并网系统静态安全概率评估方法；为分析系统的薄弱环节及高风险时段，提出系统潮流越限概率指标；为评估系统N?1风险水平和新能源接入场景变化导致的风险变化情况，提出系统N?1风险评价指标；本发明与传统的、确定性的系统静态安全分析相比，将新能源并网系统的不确定性考虑在内，用概率评估方法及指标评估系统静态安全的可能性，为系统运行提供更加全面的信息，为电力系统中长期规划和调度等提供参考。

主权项：一种新能源并网电力系统的静态安全概率评估方法，新能源并网系统包括风电场以及光伏电站，该系统中节点总个数为n_b，线路总条数为n_l；其特在于：包括以下步骤：步骤1：采集风速样本建立对应的气象要素时间周期模型F₁(t)＝f₁(t)+ε₁，其中，t是以自然天为单位的时间，t∈[1,365]，f₁(t)为风速的月变化趋势的拟合函数，ε₁为服从风速日波动分量概率分布的随机变量；采集日照强度样本建立对应的气象要素时间周期模型F₂(t)＝f₂(t)+ε₂，其中，t是以自然天为单位的时间，t∈[1,365]，f₂(t)为光照强度的月变化趋势的拟合函数，ε₂为服从日照强度日波动分量概率分布的随机变量；步骤2：构建新能源出力模型，新能源出力模型包括风电场出力模型以及光伏电站出力模型；其中，风电场出力模型如下： $P_{w} = \{\begin{matrix} 0 & 0 \leq V_{t} \leq V_{c i} \\ (A + B \times V_{t} + C \times V_{t}^{2}) P_{0} & V_{c i} < V_{t} \leq V_{r} \\ P_{0} & V_{r} < V_{t} \leq V_{c o} \\ 0 & V_{t} > V_{r} \end{matrix};$ 其中，P_w为第t天的风电场出力，P₀为风电场装机容量，单位均为MW；V_t为第t天的风速，V_ci、V_r、V_co分别表示风机的切入风速、额定风速和切除风速，单位均为m/s；A、B和C为中间变量，分别按如下公式： $A = \frac{1}{{(V_{c i} - V_{r})}^{2}} [V_{c i} (V_{c i} + V_{r}) - 4 (V_{c i} \times V_{r}) {[\frac{V_{c i} + V_{r}}{2 V_{r}}]}^{3}];$ $B = \frac{1}{{(V_{c i} - V_{r})}^{2}} [4 (V_{c i} + V_{r}) {[\frac{V_{c i} + V_{r}}{2 V_{r}}]}^{3} - (3 V_{c i} + V_{r})];$ $C = \frac{1}{{(V_{c i} - V_{r})}^{2}} [2 - 4 {[\frac{V_{c i} + V_{r}}{2 V_{r}}]}^{3}];$ 光伏电站出力模型如下：P_s＝αSr_t其中，P_s为第t天的光伏电站出力(W)，α为能量转换效率，S为光伏电站中光伏板的总面积(m²)，r_t为t时刻日照强度大小(W/m²)；步骤3：为年度的每个月划分时间区间：按照每个月所对应的自然天数，从1月份的第1天所对应的时间t＝1开始进行划分，共划分出12个时间区间；步骤4：运用蒙特卡洛模拟法，以获得每个月的概率潮流；其中，每个月的概率潮流均按如下方式获得：从该月对应的时间区间内随机抽取一天，并分别取气象要素时间周期模型F₁(t)、F₂(t)中该天所对应的风速和日照强度的模拟值，抽取次数等于蒙特卡洛模拟总次数；每抽取一次模拟值，就代入新能源出力模型分别计算风电场出力、光伏电站出力；根据得到的新能源出力和系统拓扑结构、网络参数等，运用牛顿?拉夫逊法计算该状态下系统的潮流，即系统中每个节点的电压和每条线路的负载率，统计各次模拟得到的潮流结果，从而得到该月的概率潮流；步骤5：根据各个月的概率潮流计算各个月的系统静态安全概率评估指标，根据系统静态安全概率评估指标对新能源并网电力系统安全水平进行评估。

关键词：静态安全;概率评估方法;风险;中长期规划;电力系统;气象要素;评价指标;变化;风速;确定性;新能源并网系统;运行;日照;评估系统;分析;反映;调度;环节;潮流;结合;

法律状态：

IPC专利分类号：H02J3/38(2006.01)I