[发明专利]考虑电气主接线拓扑的风电场可靠性综合评估方法

说明书

本发明公开了一种考虑电气主接线拓扑的风电场可靠性综合评估方法，包括以下步骤：S1、计算集电系统同一出线上多台风机的期望出力EX_W；S2、计算集电系统各条出线的期望出力EX_C；S3、计算考虑升压站拓扑影响的风电场期望出力EX；S4、计算风电场可靠性指标，可靠性指标具体包括电力不足期望EDNS、风电场等效停运率Q，风电场等效停运时间T，电量不足期望值EENS，其中：EDNS＝P_总‑EX，式中：P_总为风电场的总装机容量；T＝Q·8760h；EENS＝P_总·T。本发明综合考虑风电机组出力特性与风速概率分布、风电机组故障、集电系统及升压电站元件故障对风电场可靠性的影响，可对风电场的可靠性进行完整、客观的评估。

技术领域

本发明涉及风电场可靠性评估领域，具体涉及一种考虑电气主接线拓扑的风电场可靠性综合评估方法。

背景技术

目前，风电场的开发和建设是我国实施能源发展战略和能源转型的重要举措。风力发电的快速发展在创造了诸多机遇的同时也带来了巨大挑战。一方面，风电机组工作在复杂多变的环境中，长期暴露在温度突变、风速突变、沙尘、降雨、积雪等环境下，造成了风电机组故障频发，导致运维成本居高不下。经统计，陆上风电场的运维成本高达总经济收入的15％-20％，海上风电场甚至高达30％-35％。随着风电机组装机容量的不断扩大，风机结构日益复杂，其可靠性问题也变得异常突出。另一方面，现有大批机组正逐步超出质保期，风场业主将面临更高昂的运维成本。因此，如何对风电场的可靠性进行客观、准确的评估，是影响风电可持续发展的关键问题之一。

针对现有技术的文献检索发现，考虑风电机组故障的风电场可靠性模型及其应用(吴林伟，张建华，刘若溪.考虑风电机组故障的风电场可靠性模型及其应用[J].电力系统自动化，2012,36(16)：31-35.)根据风电场的出力水平考察风电场的可靠性，综合考虑风速分布和风机故障率计算风电场的电力不足期望值，以此评估风电场可靠性。中国发明专利(申请号：CN201410173180.3)提出了一种考虑天气的风电场可靠性建模方法，考虑了多个风电场天气状况的相关性、天气对风电机组强迫停运率的影响等因素，建立各个风电场的多状态概率模型，实现了对各风电场可靠性的评估。中国发明专利(申请号：CN201610979361.4)提出了一种风电场集电系统可靠性计算方法，通过计算集电系统中等值风电机组的通路集合和隔离集合，得到集电系统的风电场可靠性指标。以上文献所提出的风电场可靠性评估方法没有根据完整的风电机组—集电系统—升压站风电场电气主接线拓扑对风电场可靠性进行评估，只是评估风电场的局部可靠性。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术中的不足而提供一种考虑电气主接线拓扑的风电场可靠性综合评估方法，其基于现有风电场可靠性评估技术中对风电场主接线拓扑考虑不完整的现状，综合考虑了风电机组出力特性与风速概率分布、风电机组故障、集电系统及升压电站元件故障对风电场可靠性的影响，以实现对风电场的可靠性进行完整、客观的评估。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

提供一种考虑电气主接线拓扑的风电场可靠性综合评估方法，包括如下步骤：

S1、计算集电系统同一出线上多台风机的期望出力EX_W；

S2、计算集电系统各条出线的期望出力EX_C；

S3、计算考虑升压站拓扑影响的风电场期望出力EX；

S4、计算风电场可靠性指标，可靠性指标具体包括电力不足期望EDNS、风电场等效停运率Q、风电场等效停运时间T和电量不足期望值EENS，其中：

EDNS＝P_总-EX，

式中：P_总为风电场的总装机容量，