[发明专利]一种计及风速波动特性的风电穿透功率极限获取方法

说明书

技术领域

本发明涉及可再生能源发电领域，涉及一种计及风速波动特性的风电穿透功率极限获取方法及系统。

背景技术

在可再生能源快速发展的大背景下，风力发电在电力系统中的比重逐渐加大。依据“十二五”规划，2015年风电并网装机容量将达到1×10⁸kW,2020年将达到2×10⁸kW。然而，随着风电接入电网的容量日益增加，系统本身的调峰能力、电网输送空间和安全裕度成为制约电网消纳风电的因素；另一方面，风速及风电系统的随机波动特性给系统的运行带来冲击和影响，并且风电的接入增加了系统节点电压、频率和支路潮流的随机波动性。

目前国内外研究风电穿透功率极限的方法主要分为校验类和优化类方法。校验类方法通常先假设所研究风电场可容纳的机组容量的最大值，然后进行仿真分析。这类方法不能充分考虑系统的各种运行方式及风电出力的随机性、不稳定性等外界因素，因此只有在计算较小且较理想的状态下，这类方法才会凸显优点。优化类方法的关键在于把风电穿透功率极限的计算归结为各种约束条件下的风电功率最大化。当系统在所要求的约束条件下达到稳定后，再优化稳定后的结果至系统所能达到的最大装机容量。但两者均采取了人为近似假设，即风速服从Weibull分布，求解模型没有充分反映出风电出力随机性强的特性。

发明内容

本发明针对上述问题，在基于风电场穿透功率极限概念的基础上，从随机过程的角度分析出风速随机波动特性，提出了风速随机波动特性修正的风电场穿透功率极限优化方法。该方法可实现对风电出力随机性的客观描绘，提高风电并网容量规划方案的灵活性和可靠性。

本发明的上述目的通过独立权利要求的技术特征实现，从属权利要求以另选或有利的方式发展独立权利要求的技术特征。

为达成上述目的，本发明提出一种计及风速波动特性的风电穿透功率极限获取方法，采用随机微分方程模拟风速及其动态波动特性，通过求取风速变化量概率密度在时域上的波动特性，建立符合真实风速变化规律的风速模型，然后，以风速波动特性为基础建立风电穿透功率极限计算模型，求解该风电穿透功率极限计算模型可得到系统的最大穿透功率极限。

在一些是实施例中，前述方法通过下述步骤具体实现：

步骤A：建立风速的波动特性模型；

步骤B：生成满足风速波动特性的风速序列；

步骤C：建立风电穿透功率极限计算模型，求解得到系统的最大穿透功率极限。

本发明提出的一种计及风速波动特性的风电穿透功率极限获取方法，将真实风速的波动特性引入风电穿透功率极限的计算中，反映出了风电出力随机波动规律，实现了传统优化类风电功率极限获取方法向随机性和不确定性领域的延伸，从随机波动过程的角度出发，是一种面向不确定信息的确定性分析方法。同时，本发明客观地对风电出力的随机波动性进行了深入分析，提高了风电场规划方案的灵活性和适应性。本发明提出的一种计及风速波动特性的风电穿透功率极限获取方法可以广泛应用于含风电电力系统的仿真分析，具有良好的工程应用前景。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的发明主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：

图1是说明根据本发明某些实施例的计及风速波动特性的风电穿透功率极限获取方法的流程图。

图2是说明根据本发明某些实施例的风速增量分布的示例性示意图。

图3是说明根据本发明某些实施例的风速拟合威布尔分布示例性示意图。

图4是说明根据本发明某些实施例的生成风速序列M和M'示例性示意图。

图5是说明根据本发明某些实施例的典型风速变化趋势风速序列M_X示例性示意图。

具体实施方式

为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。