1.一种考虑风电的配网供电可靠性评估方法,其特征是:包括以下步骤:
步骤1.将采集的风速换算为风机获得的真实风速,并计算风速分布函数参数;根据计算所得风速分布函数参数随机生成风机风速序列;
步骤2.根据风机风速序列计算风机转子输出功率序列,并求出风机转子输出功率的威布尔分布函数,根据威布尔分布函数计算风机转子输出功率的可靠性;
步骤3.根据风机风速序列计算到达变速箱的风速序列,并求出达变速箱的风速的威布尔分布函数,根据威布尔分布函数计算风机变速箱功率的可靠性;
步骤4.计算风机发电机功率的可靠性;
步骤5.计算逆变器功率损耗和逆变器可靠性;
步骤6.计算单个风机可靠性;
步骤7.计算含风机的配电网的供电可靠性。
2.根据权利要求1所述的一种考虑风电的配网供电可靠性评估方法,其特征是:所述步骤4包括:计算发电机风速,根据发电机风速计算出到达变速箱的风速的威布尔分布函数;再根据威布尔分布函数计算风机发电机功率的可靠性。
3.根据权利要求1所述的一种考虑风电的配网供电可靠性评估方法,其特征是:所述步骤5包括:计算逆变器功率损耗,根据计算逆变器功率损耗计算温度变化;计算逆变器故障率,再根据风机风速序列计算对应的逆变器故障率序列,并求出逆变器故障率的威布尔分布函数,根据威布尔分布函数计算逆变器可靠性。
4.根据权利要求1所述的一种考虑风电的配网供电可靠性评估方法,其特征是:所述步骤1包括以下步骤:
1.1以15分钟为间隔,采集风速测量仪一年内测得的风速;
1.2根据公式(1),将测量仪一年内测得的风速换算为风机获得的真实风速:
式中:hre表示风速测量仪高度;h表示风机轮毂高度;vre和v分别表示测量仪和风机轮毂处的风速;b为中间量;z为表面粗糙度;
1.3采用最小二乘法进行参数拟合,求出风机风速的威布尔分布函数f(v):
式中:c为尺度参数;k为形状参数;
1.4根据所求的威布尔分布函数,随机生成n个风速数据,形成风速序列{v1,v2,…vi,…vn};
其中,vi表示第i个风速数据。
5.根据权利要求1所述的一种考虑风电的配网供电可靠性评估方法,其特征是:所述步骤2包括:
2.1根据风速序列{v1,v2,…vi,…vn}和公式(4)计算风机转子输出功率序列;
式中:ps是风机额定功率;v是风速;vci是切入风速;vr是额定风速;vi是风速,vco是切出风速,a,b,c是常数,
2.2采用最小二乘法进行参数拟合,求出风机转子输出功率的威布尔分布函数f(pr):
式中:kr为f(pr)的形状参数;cr为f(pr)的尺度参数;pr为额定风机转子出输出功率;
2.3计算风机转子输出功率的可靠性rr;
式中:pci和pco分别表示在切入风速和切出风速时风机转子的输出功率,kr为f(pr)的形状参数。
6.根据权利要求1和5所述的一种考虑风电的配网供电可靠性评估方法,其特征是:所述步骤3包括:
3.1根据风机风速序列,计算到达变速箱的风速序列:
式中:λ表示叶尖速比;r表示涡轮半径;vgi表示第i个风速下到达变速箱的风速,vi表示风速;
3.2采用最小二乘法进行参数拟合,求出到达变速箱的风速的威布尔分布函数f(vg):
式中:kg为f(vg)的形状参数;cg为f(pr)的尺度参数;
3.3计算变速箱的可靠性rg;
式中:vst和vma分别表示风机的启动风速和最大运行风速,kg为f(vg)的形状参数,cg为f(pr)的尺度参数。
7.根据权利要求1和5所述的一种考虑风电的配网供电可靠性评估方法,其特征是:所述步骤4包括:
4.1根据公式(5)计算发电机风速;
4.2采用最小二乘法进行参数拟合,求出到达变速箱的风速的威布尔分布函数f(po):
式中:ko为f(po)的形状参数;co为f(po)的尺度参数;vo是切除风速;
4.3计算风机发电机输出功率的可靠性ro
式中:pci和pco分别表示在切入风速和切出风速时风机转子的输出功率,ko为f(po)的形状参数,co为f(po)的尺度参数。
8.根据权利要求1所述的一种考虑风电的配网供电可靠性评估方法,其特征是:所述步骤5包括:
5.1计算逆变器功率损耗pl;
式中:n表示半导体个数;m表示调制指数;
5.2根据逆变器功率损耗计算温度变化δt;
式中:ta表示环境温度,ra表示结电阻;pl表示负荷损失;
5.3计算逆变器故障率τ;
式中:lo表示定量正常寿命常数;ea表示活化能量;k表示波尔兹曼常数;δt表示温度变化;
5.4根据风速序列计算对应的逆变器故障率序列,采用最小二乘法进行参数拟合,求出逆变器故障率的威布尔分布函数f(τ):
式中:kτ为f(τ)的形状参数;cτ为f(τ)的尺度参数;τ为故障率;
5.5计算逆变器的可靠性rτ;
式中:τci和τco分别表示在切入风速和切出风速时逆变器的故障率,kτ为f(τ)的形状参数,cτ为f(τ)的尺度参数。
9.根据权利要求1所述的一种考虑风电的配网供电可靠性评估方法,其特征是:所述步骤6包括:
6.1风机转子可靠性计算;
单个风机的可靠性rwt为:
rwt=rr×rg×ro×rτ
式中:rr为风机转子输出功率的可靠性,rg为变速箱的可靠性,ro为风机发电机输出功率的可靠性,rτ为逆变器的可靠性;
6.2风机变速箱可靠性计算;
由nc×nr个风机组成风电场,整个风电场的可靠性rwp为:
式中:nc为风电场风机列数,nr为风电场每行风机个数。
10.根据权利要求1所述的一种考虑风电的配网供电可靠性评估方法,其特征是:所述步骤7包括:计算含风机的配电网的供电可靠性:
r=1-(1-rwp)(1-rx)
式中:rx表示配电网中其他期间的可靠性,rwp表示整个风电场的可靠性。