一种基于可靠性函数的风电容量可信度的快速计算方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于可靠性函数的风电容量可信度的快速计算方法，其步骤：1)获取电力系统中发电机各机组容量及强迫停运率；2)计算电力系统中机组停运容量表；3)计算系统可靠性函数；4)获取评估目标年小时级负荷曲线、电力系统风电场总装机容量以及评估目标年小时级风电场出力曲线；5)设置风电容量可信度初始值；6)计算各小时权重因子；7)计算本次迭代的风电容量可信度；8)根据本次迭代得到的风电容量可信度计算结果以及上一次迭代的容量可信度计算结果，判断迭代是否收敛，若迭代收敛，则本次迭代为风电容量可信度计算结果，否则返回第6)。本发明计算误差较小，能在各种电力系统及风电条件下精确计算风电容量可信度。
【专利说明】-种基于可靠性函数的风电容量可信度的快速计算方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力系统分析领域，特别是关于一种基于可靠性函数的风电容量可信 度的快速计算方法。
【背景技术】
[0002] -般风电出力具有随机性强、波动剧烈、出力难以控制的特点。相比水电、火电等 常规机组，风电机组无法随时提供与其容量相当的发电能力，因而在电力规划中无法与常 规机组同等对待。风电容量可信度的概念描述的是在相同可靠性前提下，风电机组可以替 代的常规机组的容量大小。风电容量可信度在风电随机性与传统电力规划模型中架起了一 道桥梁，使难以控制的、包含间歇性与随机性特点的风电参与传统的电力规划分析与计算 成为可能。研究风电容量可信度，对电力规划中电力平衡、合理备用率选取、容量电价补偿 等方面具有重要意义。
[0003] 风电容量可信度的精确定义是：设系统中风电容量为Cn，其余常规机组装机容量 为(；，此时电力系统的电量不足期望值（EENS)为札，去掉电力系统中的风电，而加入100% 可靠的虚拟机组，容量为C v，此时电力系统的电量不足期望值（EENS)为R2，若有札=R2，则 风电容量可信度λ =CV/Cn。可见，风电容量可信度的概念将可靠性不同的机组容量转化 到了统一的可靠性尺度上，使电力系统容量充裕度评估更加精确客观。
[0004] 风电可信容量计算的核心是发电充裕度评估，因此其主要计算方法也来自发电充 裕度评估方法，例如卷积法、蒙特卡洛法、马尔科夫链法以及序列运算法等。由于可信容量 的计算要通过多次充裕度计算进行迭代求解，因此存在运算量较大的问题，如何提高计算 效率，提出简化算法也成为其研究热点。为此，有学者提出了峰荷平均负荷率法以及一些经 验公式，但是这些计算方法存在计算误差较大，假设条件比较苛刻的问题，难以广泛应用于 大规模实际电力系统的计算分析。因此，需要一套快速、准确的风电容量可信度计算方法， 以适应实际电力系统规划及风电场规划的需求。
【发明内容】
[0005] 针对上述问题，本发明的目的是提供一种可以在各种电力系统以及风电条件下， 能快速计算，并且计算误差较小的基于可靠性函数的风电容量可信度的快速计算方法。
[0006] 为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种基于可靠性函数的风电容量可 信度的快速计算方法，其包括以下步骤：1)获取电力系统中发电机关键参数PjP i = 1，2, . . .，G ;其中G为电力系统中发电机组的数量，Pi为第i台机组的装机容量，^为第i台 机组的强迫停运率；2)根据各机组容量Ρ,及其强迫停运率ri计算电力系统中机组停运容 量表C(d)，d表示负荷水平，i/e[0，f]; 3)根据机组停运容量表C(d)，计算系统可靠性函 数；4)获取评估目标年小时级负荷曲线dt，t = 1，2, ...，8760,能通过负荷预测方法实现； 获取电力系统风电场总装机容量W以及评估目标年小时级风电场出力曲线&，&通过统计 风电场历史出力，或通过风电场出力模拟方法生成；5)根据风电场出力曲线w t及其总装机 容量，设置风电容量可信度初始值：
[0007]
【权利要求】
1. 一种基于可靠性函数的风电容量可信度的快速计算方法，其包括以下步骤： 1) 获取电力系统中发电机关键参数Pi和1> i = 1，2, ·G ;其中G为电力系统中发 电机组的数量，Pi为第i台机组的装机容量，^为第i台机组的强迫停运率； 2) 根据各机组容量？1及其强迫停运率&计算电力系统中机组停运容量表C(d)，d表 不负荷水平，
3) 根据机组停运容量表C(d)，计算系统可靠性函数； 4) 获取评估目标年小时级负荷曲线dt，t = 1，2, ...，8760,能通过负荷预测方法实现； 获取电力系统风电场总装机容量W以及评估目标年小时级风电场出力曲线&，&通过统计 风电场历史出力，或通过风电场出力模拟方法生成； 5) 根据风电场出力曲线wt及其总装机容量，设置风电容量可信度初始值：
设置迭代次数j = 0 ; 6) 根据小时级负荷曲线dt、小时级风电场出力曲线^、以及步骤3)中得到的系统可靠 性函数f(d)、风电场总装机容量W、以及上一次迭代中计算得到风电容量可信度λ m，计算 各小时权重因子kt为：
7) 根据小时级风电场出力曲线wt，风电场总装机容量W以及步骤6)计算得到的各小 时权重因子kt，计算本次迭代的风电容量可信度λ j :
8) 根据本次迭代得到的风电容量可信度计算结果λ』以及上一次迭代的容量可信度计 算结果λ μ，判断迭代是否收敛，判断公式为| ( λ厂λ μ) / λ」彡ε，其中ε为迭代收敛判 定标准，其为预先设定值；若迭代收敛，则\为风电容量可信度计算结果，否则令j = j+1， 返回步骤6)重新计算各小时权重因子。
2. 如权利要求1所述的一种基于可靠性函数的风电容量可信度的快速计算方法，其特 征在于：所述步骤3)中，所述系统可靠性函数为电力不足期望值指标f(d)与负荷水平d之 间的函数关系公式，其为：
计算采用数值梯形积分方法，取积分步长为△(!，数值梯形积分的公式为：
的最大整数。
【文档编号】G06Q50/06GK104156885SQ201410387911
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年8月8日 优先权日:2014年8月8日
【发明者】李晖, 张宁, 王智冬, 王帅, 史锐, 宁辽逸, 宋颖巍, 刘岩, 宋卓然 申请人:国家电网公司, 清华大学, 国网北京经济技术研究院, 国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院