[发明专利]一种评估风电场功率波动影响电网运行安全风险的方法

摘要

本发明公开了一种评估风电场功率波动影响电网运行安全风险的方法，属于电力系统及其自动化技术领域。本发明根据风电场功率实测和超短期预测信息，针对相邻时段，识别风电场功率波动状态，判断为平稳波动状态或急剧波动状态，并以安全稳定裕度不能满足要求作为危害后果，根据风电场功率波动状态，选取电网运行安全风险的评估方法。本发明能够全面评估风电功率波动引起的电网运行安全风险，为降低风电波动对运行安全造成的不利影响提供决策依据，从而促进安全可靠消纳大规模风电。

主权项

一种评估风电场功率波动影响电网运行安全风险的方法，其特征在于，包括如下步骤:1）在调度中心汇集具有概率特征的风电场超短期功率预测信息以及电网运行实测信息、负荷预测信息、常规机组发电计划信息和检修计划信息；2）首先确定要评估风电场功率波动的起始时刻，并选取从该时刻开始的、连续的两个时刻ti和ti+1；然后针对每个风电场，根据实测、预测的风电功率信息，比较两个时刻的风电功率Pi和Pi+1，若某个风电场的|Pi‑Pi+1|大于预先设置的风电功率波动门槛值，则确定该风电场风电功率急剧波动；如果至少有1个风电场的风电功率急剧波动，则确定电网中风电场处于功率急剧波动状态；否则，确定电网中风电场处于功率平缓波动状态；如果电网中风电场处于功率急剧波动状态，则进行步骤3）；如果电网中的风电场处于功率平缓波动状态，则先将风电场功率急剧波动影响电网运行安全风险值RTE置成0，然后转步骤5）；3）首先，根据电网运行实测信息、负荷预测信息、常规机组发电计划信息和检修计划信息，结合风电场功率实测、预测信息，形成风电场功率波动前的电网运行方式；然后，针对风电功率急剧波动的各个风电场，根据风电功率Pi和Pi+1，以(Pi+1‑Pi)为风电场输出功率突变量，分别形成各个风电场功率波动的预想故障；再对每个预想故障，基于时域仿真和安全稳定量化分析，计算暂态和动态安全稳定裕度；4）首先，针对安全稳定裕度不能满足要求的预想故障，以实际安全稳定裕度ηJr与期望安全稳定裕度ηJe的偏差，按式（1）计算影响后果SJ；然后，结合风 电场功率变化的概率Pm预测信息，按式（2）计算风电场功率急剧波动的风险值RJ；再按式（3）统计电网中风电场功率急剧波动影响电网运行安全风险值RJTE：SJ=|ηJr‑ηJe|   （1）RJ=Pm*SJ   （2） RJ TE = Σ i = 1 N RJ i - - - ( 3 ) 其中，N是以风电场功率急剧波动作为预想故障中安全稳定裕度不能满足要求的预想故障数量数目；5）首先，根据电网运行实测信息、负荷预测信息、常规机组发电计划信息和检修计划信息，结合风电场功率预测信息，形成风电场功率波动后的电网运行方式和概率信息，并计算基态安全裕度；然后，根据《电力系统安全稳定导则》形成预想故障集，再对基态和每个预想故障，基于安全稳定量化分析，计算静态、暂态和动态安全稳定裕度；6）首先，针对安全稳定裕度不能满足要求的基态和预想故障，以实际安全稳定裕度ηPr与期望安全稳定裕度ηPe的偏差，按式（4）计算影响后果SP；然后，结合风电场功率变化的概率PWM预测信息和预想故障概率PF，按式（5）计算风电场功率波动平稳后的风险值RP；再按式（6）统计电网中风电场功率波动平稳后电网运行安全风险值RPTS：SP=|ηPr‑ηPe|   （4）RP=PWM*PF*SP   （5） RP TS = Σ i = 1 m RP i - - - ( 6 ) 其中，M是安全稳定裕度不能满足要求的预想故障数目，如果基态安全裕度不能满足要求则M是预想故障数目加1；如果基态安全裕度不能满足要求，则 基态的预想故障概率PF取为1；7）将风电场功率急剧波动影响电网运行安全风险值RJTE与风电场功率波动平稳后电网运行安全风险值RPTS累计，得到风电场功率波动引起的电网运行安全风险值RT；如果RT超过预先设置的风险门槛值RTh，则进行风电场功率波动导致电网运行安全风险的预警。