[发明专利]基于控制变量抽样的大规模风电场可靠性评估方法

摘要

本发明属于发电系统的可靠性领域，特别适用于大规模风电场的可靠性评估。该方法包括：采用控制变量法对含大规模风电场的发电系统进行抽样，用K-means方法建立新负荷模型，以常规机组抽样的可靠性指标作为控制变量构造的新状态函数，用解析法计算常规机组的可靠性指标。依次对常规机组和风电机组抽样并分别计算常规机组和所有机组的可靠性指标，可根据新状态函数计算此次抽样的系统可靠性指标。多次循环抽样，可统计计算系统最终可靠性指标。本发明结合了解析法准确性和模拟法建模简单的特点，对相对于传统的解析法，模型建立过程简单直观；相对于常规蒙特卡洛法，所得可靠性指标精度高，抽样效率大大增加。

主权项

一种基于控制变量抽样的大规模风电场可靠性评估方法，包括：采集发电系统的原始数据；用K‑means方法建立新负荷模型；以常规机组抽样的可靠性指标作为控制变量构造的新状态函数；用解析法计算常规机组的可靠性指标，依次对常规机组和风电机组抽样并分别计算常规机组和所有机组的可靠性指标，根据新状态函数计算此次抽样的系统可靠性指标；多次循环抽样，统计计算系统最终可靠性指标；其特征在于：所述大规模风电场可靠性评估方法包括以下步骤：步骤1)采集发电系统的原始数据：系统常规机组的机组数目、机组出力和故障率，系统负荷数据；风电机组数目、额定出力和故障率以及风电机组的切入、切出和额定功率风速；威布尔分布的尺度参数c和形状参数k；步骤2)用K‑means方法建立新负荷模型；步骤3)用解析法计算常规机组的可靠性指标E(Z)；步骤4)依次对常规机组和风电机组抽样并分别计算常规机组Z(X)和所有机组的可靠性指标F(X)；步骤5)小样本抽样，确定控制变量法的标量系数α：α＝Cov(F,Z)/V(Z)，      (1)式中，F表示所有机组的可靠性指标，Z表示常规机组的可靠性指标，Cov(F,Z)表示所有机组的可靠性指标F(X)和常规机组的可靠性指标Z(X)的协方差，V(Z)是Z(X)的方差系数；步骤6)以常规机组抽样的可靠性指标作为控制变量Z(X)，构造新状态函数F^*(X)：F^*(X)＝F(X)‑α(Z(X)+E(Z))，       (2)式中，F(X)是所有机组的可靠性指标，Z(X)是常规机组的可靠性指标，E(Z)是解析法计算常规机组的可靠性指标，α表示控制变量法的标量系数；步骤7)多次循环抽样，统计计算系统最终可靠性指标。