基于风险理论的含风电场电力系统静态安全分析

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区域大电网互联结构日趋紧密以及风电、光伏等新能源的不断接入,使电网向着“电压更高、距离更远、规模更大”的方向发展。在此情况下,有些偶然的小概率事件也有可能造成系统的线路过载、电压越限甚至电压崩溃等一系列问题,从而破坏正常系统的安全稳定运行。随着新能源的不断发展,具有随机性和波动性等特点的风电场大规模接入电网,研究风电场接入对电力系统静态安全性的影响就显得尤为迫切。传统的电力系统静态安全分析方法只考虑发生概率较大的事故,往往忽视概率较小但是后果很严重的事故,因此不能全面的评价事故发生对系统安全的影响。  本文在总结传统电力系统静态安全分析的基础上,引入风险理论对含风电场的电力系统静态安全进行风险评估。首先,建立了计及风速概率分布和风电机组出力特性等因素的风电场的模型,以包含该模型的电力系统作为研究对象。其次,采用基于非序贯蒙特卡洛法的电力系统随机潮流计算法,研究风电场出力随机性对系统线路过载和电压越限的影响。然后,基于风险理论,从线路过载的风险、电压越限的风险和电压崩溃的风险等方面入手,对含风电场的电力系统静态安全性进行分析评估。针对线路过载风险,比较几种后果严重度函数,从中选取合适的严重度函数后果模型,建立详细的输电线路过负荷风险评估模型;针对电压越限风险,详细分析与电压相关的因素,选取合适的电压越限风险严重度函数后果模型,进行电压越限的风险评估;针对电压崩溃风险,通过研究电压崩溃的机理,找出最大负荷极限值,再计算电压崩溃的可能性,然后选择合适的电压崩溃严重性函数,计算电压崩溃的风险。以上算法均以IEEE标准系统为算例进行了验证。
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