[发明专利]考虑风速随机波动的小干扰稳定裕度概率评估方法

说明书

本发明公开了一种考虑风速随机波动的小干扰稳定裕度概率评估方法。该方法考虑了风力发电功率的随机性和不确定性导致系统的小干扰稳定裕度具有不确定性的问题。采用广义短路比法对系统进行建模和化简，采用考虑风电场间风速相关性的多风电场随机出力模型来模拟风机出力；提出风机并网振荡稳定裕度概率评估模型，之后使用蒙特卡洛法求解了振荡稳定裕度和风险评估指标。仿真表明，本发明提出的考虑风速随机波动的小干扰稳定裕度概率评估方法能够有效的计算出不同风速相关性下、不同稳定裕度下，系统失稳的概率，对多风电场并网的小干扰稳定裕度概率评估具有一定的指导意义。

技术领域

本发明属于电力系统稳定与控制领域，特别是一种考虑风速随机波动的小干扰稳定裕度概率评估方法。

背景技术

近年来，风电作为最具有开发潜力的可再生能源发展迅速，并在各国能源战略中得到了相当的重视。大规模风电接入电网导致原来由可控可调度的同步电源组成的电力系统耦合了大量具有随机波动性的非同步电源，使得现代电力系统转变为随机——确定性耦合电力系统。这种耦合电力系统的稳定性问题使常规电力系统的稳定分析理论和方法遇到了新的挑战。所以如何恰当地考虑风电不确定性和随机性对小干扰稳定的影响，模拟含大规模风电的电力系统的运行状态，是目前进行小干扰稳定计算时需要着重考虑的问题。

现阶段的考虑风速随机波动的小干扰稳定裕度评估方法均基于概率统计的方法。论文“考虑并网风电随机波动的电力系统小干扰概率稳定研究”从概率分析的角度，提出了电力系统振荡稳定裕度概率评估模型，并结合风电随机出力模型、振荡稳定裕度确定性求解模型和蒙特卡罗仿真对该模型进行了求解，但是每次求解均需要运行整个系统模型，计算维数多，耗时长；论文“基于广义短路比的电力电子多馈入系统小干扰概率稳定评估”提出一种基于广义短路比的电力电子多馈入系统小干扰概率稳定裕度评估方法，但是没有考虑实际风电场风速相关性，会使评估结果不符合实际运行情况。总之目前还没有考虑实际多风电场实际运行工况的小干扰稳定裕度评估的相关研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种小干扰稳定裕度概率评估方法，以解决现有评估方法中风速模型建立考虑因素较少而无法展现真实运行工况的问题。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种考虑风速随机波动的小干扰稳定裕度概率评估方法，包括以下步骤：

步骤1、建立多直驱风机并网模型并对模型进行化简，之后根据所述模型进行临界短路比计算获得临界短路比值α_GCSCR；

步骤2、设置最大抽样次数N，根据每个风电场的参数建立该风电场的风速累积分布函数；

步骤3、判断风电场个数Nwind是否大于1，若是，则根据风电场风速的相关系数矩阵以及风速累积分布函数生成Nwind*N维的具有相关性的风速样本；若Nwind＝1，则生成1*N维风速样本；

步骤4、建立风速功率转换模型，将每个风电场对应的风速样本转换成各风电场的输出功率样本；

步骤5、根据步骤4生成的每个风电场的输出功率样本求解振荡稳定裕度并进行振荡风险评估。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：1)针对目前多风电场并网小干扰稳定性评估较为复杂的情况，通过广义短路比法化简了多风机馈入的复杂系统，并使用临界短路比作为稳定指标，后稳定裕度只需计算广义短路比和临界短路比差值即可，极大降低了计算维度；2)通过对风速相关性的建模获得了实际多风电场风速情况，使得稳定裕度能够符合实际风电场运行工况，可以帮助规划和运行人员评估选择该稳定裕度值所面临的风险水平，具有实际意义。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1为本发明考虑风速随机波动的小干扰稳定裕度概率评估方法的流程图。

图2为本发明中广义短路比法多馈入系统电路图。