风电场的发电可靠性模型及其应用(4)

建立了风电场的发电可靠性模型,介绍了该模型在随机生产模拟和随机潮流分析等方面的应用。该模型考虑了风速的随机变化、不同风电场之间风速的相关性、风电机组的功率特性及其强迫停运率、风电机组的布置和尾流效应以及气温等因素对风电场输出功率的影响,揭示了风电场输出功率的统计规律。

　第3期　　　　　　　　　　　　　陈树勇等:　风电场的发电可靠性模型及其应用29

概率分布为

P(Y)=

Y=y

6P

w

(V,D,T)P(y|V,D,T)

(16)

(2)输出功率联合概率分布的计算

正态分布的随机变量;③不计发电机输出功率的随

机性;④节点注入功率之间相互独立[5]。在线性化潮流方程条件下,线路功率和节点电压中风电场分量(Ow)均可表示成如下形式

　　　　Ow=

s=1

直接用式(16)的计算量是非常大的,因此本文用卷积方法进行计算。当风速、风向和气温一定时,考虑风电机组的故障停运,则每个风电场内各种型号的风电机组都可以等效成一多态发电机组,其输出功率为一离散随机变量,并且各个等效发电机组的输出功率相互独立。

(3)算例以国内某大型风电场为例,用本文模型进行了计算,图3所示。图中,C1R2对应C1和C2,际情况比较吻合,

。

6

S

AksYs(17)

式中　Aks为用线性化潮流方程求出的系数。利用风电场输出功率的联合概率分布,可以求出Ow的概率分布。

假设负荷的随机变化、常规发电机组的强迫停,则线路潮流或、常规发根据线路潮流和节点电压的概率分布,可以分析含风电场的电力系统的一些特殊问题。例如,计算风电功率的注入使线路过负荷的概率和风电场电压越限使风电机组停机的概率以及由此减少的发电量等。

5　结论

风力发电是减少污染、保护环境、节约常规能源及发电用水资源等的一项重要措施。本文提出的风电场发电可靠性模型对并网风电场的规划和发展风力发电都具有重要意义。

图3　风电场输出功率的概率分布

Fig.3　Probabilitydistributionofwindpoweroutput

参考文献:

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portofEPRI,USA,EPRIGS26254April1989:S～2.

[2]　陈树勇.大型并网风力发电场规划方法研究[D].电力部电力

4　风电场发电可靠性模型的应用

4.1　含风电场的随机生产模拟

电力系统随机生产模拟是评价电力系统运行技

术经济指标和分析发电成本、制定燃料计划的主要工具,是电力系统规划的重要组成部分。在随机生产模拟中,用强迫停运率来描述常规发电机组的随机性。有了风电场输出功率的概率分布就可以把风电场用多态等效机组来表示。在保证系统电力不足概率(LOLP)满足要求的条件下,对比有风电场和没有风电场两种情况,可以得到风电场的容量可信度和可避免费用。4.2　含风电场的随机潮流计算

随机潮流是电力系统稳态运行情况下的一种宏观统计方法,它考虑了负荷的随机变化。由于潮流方程是非线性的,要求随机潮流的精确解极其困难,因此,一般假设:①潮流方程是线性方程;②负荷是

科学研究院,1998.

[3]　SanderhoffP.PARK2User’sGuide[S].RisoNationalLaborato2

ry,Roskilde,Denmark,1993.

[4]　DavidAS.Windturbinetechnology2fundamentalconceptsofwind

turbineengineering[M].NewYork:ASME,1994:313～315.[5]　WangX,McdonaldJR.Modernpowersystemplanning[M].

London,McGRW2HILL,1994.

收稿日期:1999202210;　改回日期:1999205221。作者简介:

陈树勇(19602),男,吉林省公主岭市人,博士,教授,从事含新能源的电力系统分析和专家系统应用等方面的研究工作;

戴慧珠,女,江西省南昌市人,教授,博士生导师;白晓民,男,北京市人,教授级高工,博士生导师;周孝信,男,山东省蓬莱人,教授,中国科学院院士。

(责任编辑　喻银凤)