基于風(fēng)險(xiǎn)價(jià)值的大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)電力系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

張志鵬

摘要：風(fēng)力發(fā)電有著間歇性與波動(dòng)性的特點(diǎn)，大規(guī)模的風(fēng)電并網(wǎng)存在著一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，因此我們迫切的需要一種可以進(jìn)行根據(jù)風(fēng)電功率的波動(dòng)而隨之動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的系統(tǒng)。本文基于風(fēng)險(xiǎn)價(jià)值，提供了一種三層遞進(jìn)式風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)，并詳細(xì)介紹了其運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估流程。希望能夠?yàn)榇笠?guī)模風(fēng)電并網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供一定的借鑒與參考。

關(guān)鍵詞：風(fēng)電并網(wǎng);風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估;系統(tǒng);流程

1 前言

風(fēng)力發(fā)電由于受到地理位置、天氣等因素的影響，其產(chǎn)出的電力資源具備著較強(qiáng)的間歇性與波動(dòng)性，大規(guī)模的風(fēng)電進(jìn)行并網(wǎng)將會(huì)對(duì)現(xiàn)有的電力系統(tǒng)進(jìn)行較強(qiáng)的沖擊，造成電力系統(tǒng)的不穩(wěn)定運(yùn)行，導(dǎo)致電力系統(tǒng)運(yùn)行安全無法得到保障[1-2]。因此有必要對(duì)大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)進(jìn)行安全評(píng)估，評(píng)估其風(fēng)險(xiǎn)，做出合理的預(yù)防措施，提高電力系統(tǒng)的抗風(fēng)險(xiǎn)能力。

大規(guī)模的風(fēng)電并網(wǎng)存在著諸多的風(fēng)險(xiǎn)因素，隨著時(shí)代的發(fā)展，技術(shù)的進(jìn)步，電力系統(tǒng)的規(guī)劃越來越智能，其抗風(fēng)險(xiǎn)的能力逐步增強(qiáng)[3]，但就現(xiàn)階段而言，電力系統(tǒng)關(guān)于風(fēng)電并網(wǎng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估依然是靜態(tài)的，即可以對(duì)未來某一時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)警，也可以進(jìn)行周期性的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警[4]，但考慮到風(fēng)電并網(wǎng)有著間歇性和波動(dòng)性較強(qiáng)的特點(diǎn)，其規(guī)律性并不是很強(qiáng)，關(guān)于風(fēng)電并網(wǎng)的風(fēng)險(xiǎn)狀況無法動(dòng)態(tài)性的評(píng)估[5]。因此，我們迫切的需要一種可以進(jìn)行根據(jù)風(fēng)電功率的波動(dòng)而隨之動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的系統(tǒng)，從而降低風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)整體電力系統(tǒng)帶來的風(fēng)險(xiǎn)水平。

2 基于風(fēng)險(xiǎn)價(jià)值的的三層運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)

為了實(shí)現(xiàn)大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)估，本文提出了一種三層遞進(jìn)式風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)。其結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

首先進(jìn)行第一層風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，其評(píng)估指標(biāo)主要?jiǎng)澐譃榍胸?fù)荷風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)、線路越線風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)以及電壓越線風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，這些指標(biāo)都為常見指標(biāo)，較為基礎(chǔ)，可以將這些指標(biāo)錄入進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，綜合統(tǒng)計(jì)其各時(shí)刻的評(píng)估結(jié)果，對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行擬合，得到其概率分布函數(shù)。

緊接著進(jìn)行第二層風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，其主要簡(jiǎn)歷在第一層風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)之上，并引入了風(fēng)險(xiǎn)價(jià)值思想，風(fēng)險(xiǎn)價(jià)值主要是為了甄別出電力系統(tǒng)內(nèi)潛在的最大風(fēng)險(xiǎn)損失，因此在風(fēng)險(xiǎn)價(jià)值的背景下，結(jié)合第一層評(píng)估指標(biāo)的計(jì)算分析結(jié)果，第二層的主要評(píng)估指標(biāo)則劃分為了切負(fù)荷風(fēng)險(xiǎn)變化指標(biāo)、線路越線風(fēng)險(xiǎn)變化指標(biāo)以及電壓越線風(fēng)險(xiǎn)變化指標(biāo)。

最后進(jìn)行第三層風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，根據(jù)第二層評(píng)估指標(biāo)在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中的重要程度設(shè)置不同的權(quán)重值，隨后對(duì)其進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，這樣就根據(jù)第二層的各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)得到了一個(gè)綜合性較強(qiáng)的評(píng)估指標(biāo)。

3 基于風(fēng)險(xiǎn)價(jià)值的的三層運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估流程

在確立了三層遞進(jìn)式的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)后，需要確定其運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估流程，其流程圖如圖2所示。

首先要確定整個(gè)輸入系統(tǒng)的基本參數(shù)，如風(fēng)場(chǎng)裝機(jī)容量等，根據(jù)其基本參數(shù)確定其運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估周期以及評(píng)估時(shí)間間隔。隨后確定風(fēng)電場(chǎng)未來某時(shí)段的預(yù)測(cè)出力，計(jì)算元件在待評(píng)估時(shí)刻t的實(shí)時(shí)停運(yùn)概率。緊接著采用非序貫蒙特卡洛仿真進(jìn)行狀態(tài)抽樣，抽取系統(tǒng)狀態(tài)。將抽樣的結(jié)果進(jìn)行潮流計(jì)算，進(jìn)而判定線路潮流是否越限，倘若沒有越限，即可進(jìn)行第一類評(píng)估指標(biāo)LSRI、LORI和VVRI的計(jì)算。如果發(fā)生了線路潮流越限，則可以采用最優(yōu)負(fù)荷削減模型對(duì)負(fù)荷進(jìn)行削減，在完成之后在次判斷切負(fù)荷后線路潮流是否越限，倘若削減的很成功，沒有越限，就也可以進(jìn)行第一類評(píng)估指標(biāo)LSRI、LORI和VVRI的計(jì)算;否則就應(yīng)當(dāng)重新進(jìn)行負(fù)荷削減。

為了保證系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行，在對(duì)第一類評(píng)估指標(biāo)計(jì)算完成后，可以判斷其是否達(dá)到抽樣次數(shù)，如果未達(dá)到，則繼續(xù)進(jìn)行非序貫蒙特卡洛仿真進(jìn)行狀態(tài)抽樣，一旦達(dá)到目標(biāo)次數(shù)，即完成了一個(gè)小的循環(huán)。在所有的評(píng)估時(shí)刻都完成評(píng)估以后，即可綜合各時(shí)刻的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，基于VaR理論計(jì)算第二類評(píng)估指標(biāo)LSRCI、LORCI和VVRCI，最后根據(jù)不同評(píng)估結(jié)果及其權(quán)重值進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，輸出一個(gè)綜合性較強(qiáng)的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)。

4 結(jié)論

風(fēng)力發(fā)電受到環(huán)境與氣候的制約，其輸出的電力資源并不穩(wěn)定，大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)造成較為劇烈的沖擊，因此對(duì)風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)進(jìn)行評(píng)估十分必要。本文提供了一種三層遞進(jìn)式的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)，并提供了一套完整的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估流程，可以根據(jù)風(fēng)電功率的波動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，從而降低風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)整體電力系統(tǒng)帶來的風(fēng)險(xiǎn)水平。

參考文獻(xiàn)

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