包含风电场的电力系统可靠性评估方法_2

文档序号:9455120阅读:来源:国知局
组的风速-功率特性曲线和 强迫停运率模拟了风电场的时序出力,在此基础上计算了各个风电场出力之间的相关系 数,并建立了风电场的多状态模型;通过产生具有相关性的随机数抽取了各个风电场的出 力、通过产生独立的随机数抽取了系统中传统发电机和线路的状态;通过将各个风电场的 状态转换成二进制状态序列,并进一步与发电机、线路的二进制状态序列组合,构成了系统 的二进制状态序列;然后,将系统的二进制状态序列转换成相应的十进制数,以此作为该系 统状态的标记,为快速地识别出相同的系统状态提供了条件。在识别出系统中各种不同状 态以及该状态出现的次数之后,采用并行计算加速了电力系统可靠性评估的速度。
[0038] 本发明的有益效果是:该种包含风电场的电力系统可靠性评估方法,
[0039] 一、通过识别、存储不同的系统状态以及该系统状态出现的次数,避免了对相同 的系统抽样状态进行重复的状态分析,大大地减少了待评估的系统状态总数;
[0040] 二、通过并行计算,极大地加快了对存储的不同系统状态的评估速度。
[0041] 三、通过将风电场的多状态模型和风电场出力的相关系数结合起来用于抽取多个 风电场的相关出力,计入了风电场出力的相关性。
【附图说明】
[0042] 图1是本发明实施例包含风电场的电力系统可靠性评估方法的流程示意图。
[0043] 图2是抽取系统状态、并对相同的系统状态进行合并的流程示意图。
[0044] 图3是表不个系统状态的^进制字符串的不意图。
【具体实施方式】
[0045] 下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
[0046] 实施例
[0047] 该种包含风电场的电力系统可靠性评估方法,包含步骤:参数初始化;风电场建 模;采用相关随机变量模拟技术抽取风电场状态,并转换成二进制状态序列,再同抽取到的 发电机、线路元件的二进制状态序列组合,构成了系统的二进制状态;对系统状态进行十进 制编码、并识别相同的系统状态;对存储的不同系统状态进行并行计算;汇总并行计算结 果、统计系统可靠性指标。通过将系统状态用十进制数进行标记,能够快速识别出相同的系 统抽样状态、减少了待评估的系统状态总数;在此基础上再结合并行计算,提高了系统可靠 性的评估速度。
[0048] 如图1所示,包含风电场的电力系统可靠性评估方法,包含步骤如下:
[0049] 步骤1,参数初始化:系统状态的抽样数为NS ;风电场的数目为n,各个风电场中风 电机组的台数;各个风电场中风电机组的风速-功率特性曲线、风电机组的强迫停运率;风 电场中风速模拟的小时数;风电场等值状态数目为neq ;系统中传统发电机的台数ng、输电 线路的数目nl ;传统发电机的额定容量、强迫停运率;输电线路的容量限制、强迫停运率; 系统的拓扑结构和支路阻抗参数;各节点负荷水平等。
[0050] 步骤2,根据各个风电场风速的历史小时序列数据,计算各个风电场风速分布的威 布尔分布参数和风电场之间风速的相关系数;
[0051] 步骤3,根据步骤2得到的威布尔分布参数和风电场之间风速的相关系数,模拟 产生具有相关性的各个风电场风速序列;
[0052] 其中,模拟产生相关的风电场风速的方法有Nataf变换法、基于Copula函数的相 关随机变量产生方法等。
[0053] 步骤4,根据步骤3模拟得到的各个风电场小时风速,结合风电机组的风速-功率 特性曲线和风电机组的强迫停运率,模拟各个风电场的时序出力;
[0054] 步骤5,根据模拟所得的各个风电场的时序出力,计算各风电场出力之间的相关系 数RP;
[0055] 步骤6,根据模拟所得的各个风电场的时序出力,采用线性划分或聚类的方法将各 个风电场等值成具有neq个出力状态的模型。
[0056] 步骤7,抽样生成NS个系统状态,并对其中相同的系统状态进行合并,存储不同的 系统状态,每个系统状态需要存储的信息包含系统状态的十进制编号、系统状态的二进制 编码序列和该系统状态出现的次数等内容。
[0057] 如图2所示,步骤7包含如下具体步骤:
[0058] 步骤7-1,初始化抽样数ns = 0。
[0059] 步骤 7-2,抽样数 ns = ns+1。
[0060] 步骤7-3,模拟产生服从[0,1]均匀分布的、且满足相关系数关系Rp的η个随机数, 将所产生的η个随机数同各个风电场的多状态出力模型相比较,从而抽取各个风电场的出 力状态。
[0061] 其中,模拟产生服从[0,1]均匀分布的、且满足相关系数关系Rp的η个随机数的 方法为Nataf变换法或基于Copula函数的随机模拟法。
[0062] 抽取各个风电场的出力的具体做法是:假定第i个(i = l,2,...,n)风电场处于 第k(k= 1,2,……,neq)个出力状态的概率是Plik,模拟产生的第i个随机数为Uwl,如果
其中,Pi,j表示第i个风电场处于第j个出力状态的概率,则该风电 场处于第k个出力状态。
[0063] 步骤7-4,模拟产生服从[0,1]均匀分布的、相互独立的ng个随机数,将这些随机 数分别同系统中传统发电机的强迫停运率相比较,从而抽取各台发电机的运行状态。
[0064] 抽取各台发电机的出力的具体做法是:假定第i (i = 1,2,. . .,ng)台发电机的强 迫停运率为FORsi,产生的第i个随机数为Usi,如果:U < USl< FORsi,则该发电机的出力为 0 ;如果F〇K UciS 1,则该发电机的出力为额定出力。
[0065] 步骤7-5,模拟产生服从[0,1]均匀分布的、相互独立的nl个随机数,将这些随机 数分别同系统中输电线路的强迫停运率相比较,从而抽取各条输电线路的运行状态。
[0066] 抽取各条输电线路的出力的具体做法是:假定第i (i = 1,2,. . .,nl)条输电线路 的强迫停运率为FORu,产生的第i个随机数为Uu.,如果0彡U u< FORu,则该线路停运;如 果FOK UuS 1,则该线路正常。
[0067] 步骤7-6,将抽取到的各个风电场、各台发电机、各条线路的状态组合成系统状态, 并对系统状态进行二进制编码;具体的编码方式为:
[0068] 步骤7-6-1,先确定用于表示风电场状态的二进制的位数。假设风电场的等值状态 数为neq,则风电场的出力状态用nw个二进制位数来表示,
其中"门"为向 上取整运算。例如,若风电场有5个等值出力状态,则nw = 3 ;若风电场有11个等值出力 状态,则nw = 4 ;
[0069] 步骤7-6-2,将每个风电场的出力状态用nw个二进制字符来表示。例如,假设风电 场总共有11个出力状态,则风电场的状态用4个二进制字符来表示,风电场的第1个出力 状态可用"〇〇〇〇"表示,风电场的第2个出力状态可用"0001"表示,风电场的第3个出力状 态可用"0010"表示,……。
[0070] 步骤7-6-3,每台发电机和每条线路的运行状态用一个二进制字符表示,其中," 1" 表示正常状态,对于发电机表示出力为额定容量,"0"表示故障状态。
[0071] 步骤7-6-4,将一个系统状态用一个二进制字符串编码表示,字符串的长度为 nXnw+ng+nl位;如图3,其中,二进制字符串的第1~nw位表示第1个风电场的出力状 态,第nw+Ι~2nw位表示第2个风电场的出力状态,…,第(k-1) Xnw+Ι~kXnw位表示 第k个风电场的出力状态,…,第(n-l)Xnw+l~nXnw位表示第η个风电场的出力状 态;第nXnw+Ι~nXnw+ng位表示ng台顺序编号的发电机的运行状态;第nXnw+ng+Ι~ nXnw+ng+nl位表示nl条顺序编号的线路的运行状态。
[0072] 步骤7-7,将表示
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