[发明专利]一种基于受阻电能相等的风力发电系统可靠性评价方法

说明书

本发明公开了一种基于受阻电能相等的风力发电系统可靠性评价方法，该可靠性评价方法包括：将n台风电机组连接成一“串”，同时m串机组并联接入一台逆变器，将每一组连接成“串”的风力发电机组等效为一台相同容量的发电机组；根据风资源特点和风力发电机系统故障特点对多状态可靠性分析；可靠性状态的划分，建立可靠性指标体系，最后通过算例分析，验证可靠性状态的划分及指标体系的正确性，对风力发电系统实际运行的可靠性进行评估。本发明提出了期望故障受阻电能相等的方法，划分了系统可靠性状态，并建立可靠性指标体系，最后运用现有的运行数据，验证了模型及指标体系的正确性，表明该体系能够对风力发电系统的可靠性进行准确地评估。

技术领域

本发明属于风力发电系统可靠性评价方法领域，尤其涉及一种基于受阻电 能相等的风力发电系统可靠性评价方法。

背景技术

风力发电技术迅猛发展，由于其发电成本的下降，装机容量大幅增加，使 之已成为可再生能源中发展最成熟的发电技术之一。由于风资源的间歇性,波动 性和随机性的特点,使得风电接入后给电网带来了不确定的因素,因此评估含风 力发电系统可靠性显得非常重要。

国内外已有一些学者从不同角度对风力发电系统的可靠性评估进行研究。 有的文献研究了风电并网后的系统可靠性问题，重点分析了风电接入电网后对 系统备用容量的需求；还有文献建立了风电场可靠性模型和尾流效应模型，为 研究风电场对电力系统可靠性的影响以及确定风电场可信度打下基础；其它的 文献用概率抽样方法模拟实际风速，计算风力发电机的随机输出功率，最后采 用序贯蒙特卡罗仿真方法分析了风力发电的可靠性；还有文献将风电场可靠性 模型与发输电组合系统相结合，对含风电场的发输电系统进行可靠性评估。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于受阻电能相等的风力发电系统可靠性评价 方法，旨在解决风资源的间歇性,波动性和随机性的特点,使得风电接入后给电 网带来了不确定的因素,评估含风力发电系统可靠性不确切的问题。

本发明是这样实现的，一种基于受阻电能相等的风力发电系统可靠性评价 方法，该方法包括以下步骤：

将n台风电机组连接成一“串”，同时m串机组并联接入一台逆变器，逆变 器设置K台，K台逆变器并联接入母线上，在维持相同的可靠性标准下，将每一 组连接成“串”的风力发电机组等效为一台相同容量的发电机组；

根据风资源特点和风力发电机系统故障特点对多状态可靠性分析；

可靠性状态的划分：根据风资源和部件故障特点将风力发电系统的可靠性 状态划分多种情况；

建立可靠性指标体系：根据可靠性状态的划分从时间、出力、系统方面对 应风力发电系统可靠性进行评估并反映出系统处于各个状态的特性，进而反映 系统特性；

最后运用现有的运行数据，通过算例分析，验证可靠性状态的划分及指标 体系的正确性，对风力发电系统实际运行的可靠性进行评估。

进一步，所述风力发电机系统故障特点多状态可靠性分析包括：

a、单台风力发电机组故障，采用串联公式计算单台风电机组的等值停运率， 单台风电机组的停运概率为：

当单台风电机组的风机基座上的负荷开关数量为1，该风机位于串的末端， 通过电缆L与其它风机相连，其停运率为

其中：为风电机组的等效停运率；为电缆L的停运率；为单台风电机组的元件的停运概率；

当单台风电机组的风机基座上的负荷开关数量为2，即连接前后2台风机， 风机之间通过负荷开关和电缆串联，根据期望故障受阻电力不变的原则，取各 运行状态的概率与输出功率的乘积之和，将其除以“等值容量”得到等效故障 概率，即