含多个风电场的电力系统可靠性评估

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1、第２６卷第１期电力科学与技术学报Ｖｏｌ．２６Ｎｏ．１２０１１年３月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＥＩＥＣＴＲＩＣＰＯＷＥＲＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＭａｒ．２０１１含多个风电场的电力系统可靠性评估李玉敦，谢开贵（重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室，重庆４０００４４）摘要：风能的大规模利用对传统电力系统可靠性带来一定影响．如何衡量风电场的可靠性效益是电力系统规划和风电场评估所必须解决的关键问题之一．根据风速的分布模型和时序模型，建立计及相关性的多元模拟模型．基于此，建立基于蒙特卡罗仿真的

2、多风电系统可靠性评估框架．以ＲＢＴＳ标准测试系统作为算例，采用２种模型对含多个风电场接入的电力系统进行可靠性分析，分析不同风速相关程度下系统可靠性变化规律．结果表明：风能的接入具有很大的可靠性效益，风速相关性对风电系统可靠性产生消极影响．关键词：可靠性评估；风电场；风速；蒙特卡罗仿真中图分类号：ＴＭ６１４文献标识码：Ａ文章编号：１６７３－９１４０（２０１１）０１－００７３－０４ＲｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｓｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｍｕｌｔｉｐｌｅｗｉｎｄｆａｒｍｓＬＩ

3、Ｙｕ－ｄｕｎ，ＸＩＥＫａｉ－ｇｕｉ（ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＰｏｗｅｒＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＥｑｕｉｐｍｅｎｔ＆ＳｙｓｔｅｍＳｅｃｕｒｉｔｙａｎｄＮｅｗＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００４４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｄｅｕｓｅｏｆｗｉｎｄｅｎｅｒｇｙｂｒｉｎｇｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｉｍｐａｃｔｓｏｎｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｓ．Ｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｂｅｎｅｆｉｔｓａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｉｓａｋｅｙｐｒｏｂ

4、ｌｅｍｆｏｒｔｈｅｐｌａｎｎｉｎｇａｎｄｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｓｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｗｉｎｄｆａｒｍｓ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｍｏｄｅｌｓｏｆｗｉｎｄｓｐｅｅｄｔｉｍｅｓｅｒｉｅｓａｎｄｉｔｓｄｉｓ－ｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，ｔｗｏｍｕｌｔｉｖａｒｉａｔｅｍｏｄｅｌｓｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｍｕｌｔｉｐｌｅｗｉｎｄｆａｒｍｓａｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅｙａｒｅｕｓｅｄｉｎｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｓｃ

5、ｏｎｔａｉｎｉｎｇｗｉｎｄｅｎｅｒｇｙｂａｓｅｄｏｎｔｈｅＭｏｎｔｅＣａｒｌｏｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．ＴｈｅｃａｓｅｓｔｕｄｉｅｓｏｆＲＢＴＳａｒｅｕｓｅｄｔｏｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉ－ｔｙｅｆｆｅｃｔｓａｎｄｉｔｓｖａｒｉａｔｉｏｎａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｌｅｖｅｌｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｒｅｉｓｓｔｒｏｎｇｒｅ－ｌｉａｂｉｌｉｔｙｂｅｎｅｆｉｔｓａｓｓｏｃｉａｔｅｄｗｉｔｈｗｉｎｄｅｎｅｒｇｙｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅｃｏｒｒｅｌ

6、ａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｗｉｎｄｆａｒｍｓｈａｓａｎｅｇａｔｉｖｅｉｍｐａｃｔｏｎｔｈｅｓｙｓｔｅｍｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ；ｗｉｎｄｆａｒｍ；ｗｉｎｄｓｐｅｅｄ；ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ近年来，受石油价格上涨和全球气候变化的影越多的并网型风力发电机组出现在电力系统中．截响，风能的开发利用日益受到国际社会的重视，越来止到２００９年底，全世界风力发电机组的装机容量已收稿日期：２０１１－０２－２５基金项目：国家自然科学基金（５０７７

7、７０６７，５１０７７１３５）；重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室自主研究项目（２００７ＤＡ１０５１２７０９１０３）；重庆市杰出青年基金（ＣＳＴＣ２０１０ＢＡ３００６）通讯作者：谢开贵（１９７２－），男，博士，教授，博士生导师，主要从事电力系统规划与可靠性计算、电力系统分析计算等的研究；Ｅ－ｍａｉｌ：ｋａｉｇｕｉｘｉｅ＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ７４电力科学与技术学报２０１１年３月ｖｋ５－（）经达到１．５８×１０ＭＷ，而到２０２０年，全世界风力发Ｆ（ｖ，λ，ｋ）＝１－ｅｘｐλ．（２）电机组总

8、装机容量将达到１×１０９式（１）、（２）中ｖ为风速变量值；ｋ为形状参数；λ为ＭＷ．由于风力发电存在着一定的间歇性，其表现形尺度参数．式与传统能源有明显的不同．风速的波动性和间歇根据历史测量数据，通过参数估计可以求出ｋ［８］性导致风力发电机功率输出具有随机性，这对传统和λ．常用的估计方法有最大似然估计（ＭＬＥ）和电力系统的可靠性带来一定影响．要评估这种影响矩量法（ＭＯＭ）．首先需要建立准确的风速模型．已有的风速模型可１．２风速时序模型分为分布