[发明专利]一种考虑风电的配网供电可靠性评估方法

说明书

本发明属于电网运行安全技术领域，更具体地涉及一种考虑风电的配网供电可靠性评估方法。本发明包括：采集风速，随机生成风机风速序列；计算风机转子输出功率的可靠性；计算风机变速箱功率的可靠性；计算风机发电机功率的可靠性；计算逆变器功率损耗和逆变器可靠性；计算单个风机可靠性；计算含风机的配电网的供电可靠性。本发明可以准确分析风电输出功率的不确定性，提高含风电供电可靠性的准确性，有助于合理量化风电的可靠性效益。

技术领域

本发明属于电网运行安全技术领域，更具体地涉及一种考虑风电的配网供电可靠性评估方法。

背景技术

国家能源局指出到2020年底，风电累计并网装机容量确保达到2.1亿千瓦以上，风电年发电量确保达到4200亿千瓦时。国家政策的支持和目前国内风电装备技术推动了风电的快速发展，风电接入后将有效改善电网的供电可靠性，由于风电具有间歇性和随机性，一般采用蒙特卡洛方法进行含风电的可靠性评估。

目前的评估方法主要将风机考虑为一个整体，采用分布函数描述风速的不确定性，然后基于风速和输出功率数值关系描述风机输出功率的不确定性。这些方法忽略了风机本身结构的可靠性，如变速箱、电机和逆变器，无法准确描述风机输出功率的随机性，影响供电可靠性评估的精确性。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的问题，提供一种考虑风电的配网供电可靠性评估方法，其目的是为了可以准确分析风电输出功率的不确定性，提高含风电供电可靠性的准确性，有助于合理量化风电的可靠性效益。

基于上述发明目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种考虑风电的配网供电可靠性评估方法，包括以下步骤：

步骤1.将采集的风速换算为风机获得的真实风速，并计算风速分布函数参数；根据计算所得风速分布函数参数随机生成风机风速序列；

步骤2.根据风机风速序列计算风机转子输出功率序列，并求出风机转子输出功率的威布尔分布函数，根据威布尔分布函数计算风机转子输出功率的可靠性；

步骤3.根据风机风速序列计算到达变速箱的风速序列，并求出达变速箱的风速的威布尔分布函数，根据威布尔分布函数计算风机变速箱功率的可靠性；

步骤4.计算风机发电机功率的可靠性；

步骤5.计算逆变器功率损耗和逆变器可靠性；

步骤6.计算单个风机可靠性；

步骤7.计算含风机的配电网的供电可靠性。

所述步骤4包括：计算发电机风速，根据发电机风速计算出到达变速箱的风速的威布尔分布函数；再根据威布尔分布函数计算风机发电机功率的可靠性。

所述步骤5包括：计算逆变器功率损耗，根据计算逆变器功率损耗计算温度变化；计算逆变器故障率，再根据风机风速序列计算对应的逆变器故障率序列，并求出逆变器故障率的威布尔分布函数，根据威布尔分布函数计算逆变器可靠性；

所述步骤1包括以下步骤：

1.1以15分钟为间隔，采集风速测量仪一年内测得的风速；

1.2根据公式(1)，将测量仪一年内测得的风速换算为风机获得的真实风速：

式中：h_re表示风速测量仪高度；h表示风机轮毂高度；v_re和v分别表示测量仪和风机轮毂处的风速；b为中间量；z为表面粗糙度；

1.3采用最小二乘法进行参数拟合，求出风机风速的威布尔分布函数f(v)：

式中：c为尺度参数；k为形状参数；