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含集群风电的潮流计算的两种方法

北极星风力发电网  来源:贤集网    2017/5/27 9:04:16  我要投稿  

北极星风力发电网讯:鉴于大型集群风电接入后系统潮流随机性的增强,输电网规划时必须首先选择合理的考虑风电场群接入的潮流计算方法。目前国内外输电网规划中进行含大型集群风电的系统潮流计算时通常采用基于多场景技术的确定性最优潮流法和基于随机规划模型的随机潮流法。

考虑风电接入的确定性最优潮流是传统的确定性最优潮流向不确定规划领域的延伸,要求在满足特定的电力系统运行和安全约束条件下,通过调整系统中可利用的控制手段实现风电接入后预定目标最优的系统稳定运行状态。用对多个可能发生场景的确定性来描述风电的不确定性,并在规划场景内基于直流潮流等约束给出了以线路投资成本、发电成本、停电成本、负荷削减量最小为目标函数的最优潮流计算模型。

利用基于多场景技术的最优潮流对输电系统正常运行情况下和“N?1”约束条件下意大利南部电网最大风电接入容量的限制因素进行了分析,阐述了其输电网扩展的必要性,并给出了相应的规划方案。应用于风电接入的随机潮流计算方法很多,根据求解思路的不同,可以将随机潮流的建模及求解方法分为2类:

一类为模拟法。与随机采样相结合的蒙特卡罗(MonteCarlo)法是分析概率问题最常用的数学模拟方法。蒙特卡罗法通过构造符合一定规则的随机数来解决概率计算问题,广泛用在电力系统分析中,通常用来模拟各种各样的不确定性。该方法在采样规模足够大的情况下,会得到很高的计算精度,但存在计算量过大的缺点。利用蒙特卡罗法模拟了风电场出力的概率密度函数,并结合市场交易规则和直流潮流模型求得了网络中的有功概率潮流。

另一类为解析法。解析法认为节点注入功率为相互独立或线性相关的随机变量,然后给出输出随机变量的统计指标,如一次二阶矩法、点估计法等;或采用卷积方法直接进行计算,如快速傅里叶变换、VonMises方法、半不变量法等。利用半不变量法将求取风电概率密度函数的卷积计算简化为半不变量的代数运算,并根据Gram-Charlier级数展开理论,将已求得的半不变量经过简单的线性计算,得到支路潮流的概率密度函数和分布函数。

鉴于随机潮流法必须在精度和计算速度之间进行权衡,可采用蒙特卡罗模拟法和解析法相结合的方法,既可降低一定的计算量,也能使风电模型结合在随机潮流和输电网规划中成为可能。此外,随机潮流模型和计算考虑到的电力系统中的随机因素也日趋丰富,从最初的仅包含有功功率随机特性的直流模型发展到交流模型,包含的随机因素有线路故障、负荷、集群风电出力的随机性以及不同随机变量的相关性等。

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