計及極端天氣與風電接入的系統(tǒng)運行風險評估.pdf

1、隨著全球氣候的改變以及風能作為主要可再生能源形式的大規(guī)模開發(fā)，天氣因素越來越成為系統(tǒng)故障的主要誘因，大規(guī)模風電的接入加劇了系統(tǒng)運行調度的難度。因此，研究天氣條件以及風電接入對系統(tǒng)在運行尺度上的風險分析有利于運行人員加深對運行狀態(tài)的認識，為運行人員進行調度決策提供技術支持。
　　為了防止停電事故的發(fā)生，提高電力系統(tǒng)的安全性，20世紀30年代以來，研究人員已對電力系統(tǒng)可靠性進行了大量研究，并取得了一系列成果。電力系統(tǒng)行為的概率特征是電

2、力系統(tǒng)風險的根源。20世紀90年代，將概率方法引入到電力系統(tǒng)運行評估中，可以對多種不確定性因素對電力系統(tǒng)的影響進行深入的研究。在分析輸電線路停運概率時將輸電元件載荷作為主要影響因素，建立電網運行風險決策模型，仿真結果表明，輸電線路的停運概率和載荷量對電網風險決策影響顯著。
　　本文在分析前人研究成果的基礎上研究了風電功率的出力特性。本文將風電功率的波動性分日、月、年等三個時間尺度進行了分析，研究不同時間尺度下的波動性特征。風電功率

3、的間歇性嚴重影響著電網的功率平衡，本文通過不同的低功率（包括零功率）持續(xù)時間，研究了風電功率的間歇性。用遺傳性方法研究了風電功率的變化速度和連續(xù)性。為了研究風電功率的轉移特性，將風電功率等分成一定數(shù)量的功率區(qū)間，建立了風電功率的轉移矩陣和轉移率矩陣，對不同功率區(qū)間的轉移率進行了分析，揭示了不同功率區(qū)間的波動性和隨機性的強弱程度是不同的。
　　本文在研究了風電功率的出力特性后進行了系統(tǒng)風險評估，同時考慮了天氣因素。電力系統(tǒng)風險評估是

4、對由于元件失效而引起的系統(tǒng)風險的評價。電力系統(tǒng)運行風險評估包括4個基本步驟:建立元件停運模型、選擇系統(tǒng)狀態(tài)、系統(tǒng)狀態(tài)分析、風險指標計算。分析了基于馬爾可夫過程的元件狀態(tài)概率，建立了發(fā)電機的停運模型和基于天氣三狀態(tài)的輸電線路停運模型。分析了選擇系統(tǒng)狀態(tài)的方法，非序貫模特卡羅法又稱為狀態(tài)抽樣法，每一個元件處于某個狀態(tài)的概率不盡相同，通過抽樣來確定每個元件的狀態(tài)，全部元件的狀態(tài)確定后形成一個系統(tǒng)狀態(tài)。電力系統(tǒng)的運行風險可以通過定量的風險指標來

5、衡量，本文建立了電力系統(tǒng)運行風險的風險指標體系。本文采用RTS-79測試系統(tǒng)進行電力系統(tǒng)的運行風險分析。由于輸電線路暴露在室外，因此易受天氣狀態(tài)影響，輸電線路在不同的天氣狀態(tài)下，其出現(xiàn)故障的概率是不同的，當某一線路出現(xiàn)故障時，其它線路易出現(xiàn)過載現(xiàn)象。風電的波動性主要引起棄風風險和失負荷風險，不同時刻的風險是不同的，當風電功率較小時，下一時刻的棄風風險比較大，可以采取的預防措施有增加具有高調節(jié)速度的電源;當風電功率較大時，如果系統(tǒng)的調峰容