[发明专利]一种考虑时变工况的海上风电场接入系统风险评估方法

权利要求书

1.一种考虑时变工况的海上风电场接入系统风险评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)确定海上风电场接入系统的n个关键设备的时变故障率；

2)根据关键设备的时变故障率，通过蒙特卡洛法模拟关键设备的运行状态；

3)根据关键设备的运行状态，通过图论法判断海上风电场接入系统是否失电，若是则计算并记录海上风电场接入系统的失电量，否则重复步骤2)；

4)判断是否满足收敛精度，若是则计算海上风电场接入系统的风险评估指标，否则重复步骤2)；

其中，所述的步骤2)包括：

在0-1之间一次性抽取n个与n个关键设备一一对应的随机数，判断关键设备的时变故障率是否大于对应的随机数，若是则假设该关键设备故障停运，否则假设该关键设备正常运行。

2.根据权利要求1所述的一种考虑时变工况的海上风电场接入系统风险评估方法，其特征在于，所述的图论法的具体过程包括：

将海上风电场接入系统的主接线图转换为点边关系图，进而获得邻接矩阵，根据关键设备的运行状态以及邻接矩阵，获得可达矩阵，根据可达矩阵断海上风电场接入系统是否失电。

3.根据权利要求1所述的一种考虑时变工况的海上风电场接入系统风险评估方法，其特征在于，所述的风险评估指标包括风电场失电量百分比H₁，所述的H₁的计算公式为：

其中，E_L为风电场失电量，E_c为风电场应发电量。

4.根据权利要求3所述的一种考虑时变工况的海上风电场接入系统风险评估方法，其特征在于，所述的风险评估指标包括失电概率H₂，所述的H₂的计算公式为：

其中，m(s)为失电量为s的次数，M为步骤2)的执行次数。

5.根据权利要求4所述的一种考虑时变工况的海上风电场接入系统风险评估方法，其特征在于，所述的判断是否满足收敛精度的过程包括：

41)计算失电风险期望计算公式如下：

其中，S为风电场失电量集合；

42)计算风险评估指标的方差系数θ，计算公式如下：

43)判断方差系数θ是否满足收敛判据公式，若满足，则判定满足收敛精度，否则不满足收敛精度，所述的收敛判据公式表达式为：

θ≤ε

其中，ε为设定值。

6.根据权利要求1所述的一种考虑时变工况的海上风电场接入系统风险评估方法，其特征在于，所述的关键设备包括风机、变压器和海底电缆。

7.根据权利要求6所述的一种考虑时变工况的海上风电场接入系统风险评估方法，其特征在于，通过风机故障率模型确定风机的时变故障率，所述的风机故障率模型的表达式为：

其中，λ₁为风机的时变故障率，t和t_n-1分别为当前时刻和风机最近一次不完全维护时刻，X(t)为运行工况协变量，τ为维护因子，α为回归系数，β为形状参数，η为尺度参数。

8.根据权利要求7所述的一种考虑时变工况的海上风电场接入系统风险评估方法，其特征在于，所述的运行工况协变量根据风机实际运行状态数据获取，具体过程包括：

采集风机历史运行状态数据，构成样本集；

根据样本集，通过模糊C均值聚类算法将风机的运行工况分为若干类，每类运行工况对应一种运行工况协变量；

其中，所述的模糊C均值聚类算法的聚类准则如下：

其中，J_m为价值函数，V₁为运行工况类别总数，u_vj为第j个样本隶属于第v类运行工况的概率，d_vj为第j个样本与第v类运行工况聚类中心之间的欧几里得距离，m为模糊指数。