一种海上风电场的交直流系统可靠性评估方法及系统与流程

本发明涉及电力系统可靠性评估，尤其涉及一种海上风电场的交直流系统可靠性评估方法及系统。

背景技术：

1、我国沿海风电资源丰富，近年来，海上风电进入高速发展时期，其大力发展为我国电力行业降碳增效做出了重要贡献。考虑到海上风电多端直流电网送入交流主网，海上风电并网容量的增加将会增加对交直流电网的冲击，因此，有必要评估大规模海上风电接入下的交直流电网可靠性评估。

2、然而，海上风电场的可靠运行容易受复杂气象条件的影响，其功率输出也存在较强的随机性和波动性，而传统电网可靠性评估方法对海上风电随机性的交直流电网的可靠性评估的精度较差。

技术实现思路

1、本发明提供了一种海上风电场的交直流系统可靠性评估方法及系统，解决了传统电网可靠性评估方法对海上风电随机性的交直流电网的可靠性评估的精度较差的技术问题。

2、有鉴于此，本发明第一方面提供了一种海上风电场的交直流系统可靠性评估方法，包括以下步骤：

3、根据预设的海上风电场的多重时序可靠性运行模型生成运行场景集；

4、以海上风电场的交直流系统的总运行成本最小化为目标条件，并以交直流系统中各个节点的电力负荷的削减量为决策变量，并通过确定交直流电力系统的运行约束，构建交直流系统调度优化模型；

5、基于所述运行场景集对所述交直流系统调度优化模型进行优化求解，根据最优解确定交直流系统中各个节点的电力负荷的最优削减量方案；

6、基于预设的交直流系统的可靠性指标，通过交直流系统中各个节点的电力负荷的最优削减量方案确定交直流系统的可靠性评估结果。

7、优选地，本方法还包括构建海上风电场的多重时序可靠性运行模型的步骤；

8、所述构建海上风电场的多重时序可靠性运行模型的步骤，具体包括：

9、将海上风电场的历史环境参数以及所述历史环境参数对应的故障概率进行拟合，确定海上风电场的故障概率与环境参数的拟合关系函数，根据所述拟合关系函数确定海上风电场的时序不确定性运行模型；

10、根据所述海上风电场的风速时序参数以及风速状态概率确定海上风电场的风速时序不确定性运行模型；

11、根据所述海上风电场的风速时序不确定性运行模型以及风速与输出功率的大小关系，构建海上风电场的功率不确定性运行模型；

12、将所述海上风电场的时序不确定性运行模型与所述海上风电场的功率不确定性运行模型进行融合，确定所述海上风电场的多重时序可靠性运行模型。

13、优选地，所述海上风电场的时序不确定性运行模型表示为：

14、

15、式中，为表示海上风电场在时段的运行不确定性的变换函数，为一个复数算子，为海上风电场在时段的输出功率，和分别表示变换函数中风电场的功率输出为0和时的性能分量，为海上风电场的故障概率与环境参数的拟合关系函数。

16、优选地，所述根据所述海上风电场的风速时序不确定性运行模型以及风速与输出功率的大小关系，构建海上风电场的功率不确定性运行模型的步骤，具体包括：

17、根据所述海上风电场的风速时序不确定性运行模型确定不同状态下的风速值以及其对应的风速状态概率，所述海上风电场的风速时序不确定性运行模型表示为：

18、

19、式中，为表示第个海上风电场的风速时序不确定性运行模型的变换函数，为表示变换函数中风速为时的性能分量，表示第个海上风电场在第k个状态下的时段t的风速值的风速状态概率，k为状态数；

20、根据所述风速值以及其对应的风速状态概率通过所述风速与输出功率的大小关系，构建海上风电场的功率不确定性运行模型，所述海上风电场的功率不确定性运行模型表示为：

21、

22、式中，为第个海上风电场的功率不确定性运行模型的变换函数，表示变换函数中海上风电场功率为的性能分量项。

23、优选地，所述海上风电场的多重时序可靠性运行模型为：

24、。

25、

26、优选地，所述交直流系统调度优化模型包括目标函数和约束条件；

27、所述目标函数为：

28、

29、式中，是在第个运行场景下交直流系统中第台火电机组在时段的发电功率；为第个运行场景中交直流系统中第个海上风电场在时段的调度功率；表示第台火电机组的单位发电功率成本；表示第个海上风电场的单位风电功率削减成本；表示第个节点上秀削减单位电力负荷的成本；表示所有火电机组的集合；表示交直流系统中所有电力负荷节点的集合；表示所有时段的集合；表示第个运行场景下第d个电力负荷节点的削减量；t表示总时段；

30、所述约束条件包括：交直流电力系统电力运行潮流约束、海上风电场的调度功率约束、火电机组约束和交直流系统的节点电力平衡约束。

31、优选地，所述预设的交直流系统的可靠性指标包括期望电力负荷损失量和电力负荷损失概率。

32、第二方面，本发明还提供了一种海上风电场的交直流系统可靠性评估系统，包括：

33、场景生成模块，用于根据预设的海上风电场的多重时序可靠性运行模型生成运行场景集；

34、模型构建模块，用于以海上风电场的交直流系统的总运行成本最小化为目标条件，并以交直流系统中各个节点的电力负荷的削减量为决策变量，并通过确定交直流电力系统的运行约束，构建交直流系统调度优化模型；

35、模型优化模块，用于基于所述运行场景集对所述交直流系统调度优化模型进行优化求解，根据最优解确定交直流系统中各个节点的电力负荷的最优削减量方案；

36、可靠性评估模块，用于基于预设的交直流系统的可靠性指标，通过交直流系统中各个节点的电力负荷的最优削减量方案确定交直流系统的可靠性评估结果。

37、第三方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现如上述的风海上风电场的交直流系统可靠性评估方法。

38、第四方面，本发明还提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，其中，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行如上述的海上风电场的交直流系统可靠性评估方法。

39、从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

40、本发明通过考虑海上风电场运行环境和风速多重不确定特性，通过海上风电场的多重时序可靠性运行模型生成运行场景集，并利用运行场景集对以交直流系统的总运行成本最小化为目标条件构建的交直流系统调度优化模型进行优化求解，确定交直流系统中各个节点的电力负荷的最优削减量方案，并通过交直流系统中各个节点的电力负荷的最优削减量方案确定交直流系统的可靠性指标，从而提高海上风电场的交直流电力系统可靠性评估的准确性。

技术特征：

1.一种海上风电场的交直流系统可靠性评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的海上风电场的交直流系统可靠性评估方法，其特征在于，还包括构建海上风电场的多重时序可靠性运行模型的步骤；

3.根据权利要求2所述的海上风电场的交直流系统可靠性评估方法，其特征在于，所述海上风电场的时序不确定性运行模型表示为：

4.根据权利要求2所述的海上风电场的交直流系统可靠性评估方法，其特征在于，所述根据所述海上风电场的风速时序不确定性运行模型以及风速与输出功率的大小关系，构建海上风电场的功率不确定性运行模型的步骤，具体包括：

5.根据权利要求2所述的海上风电场的交直流系统可靠性评估方法，其特征在于，所述海上风电场的多重时序可靠性运行模型为：

6.根据权利要求1所述的海上风电场的交直流系统可靠性评估方法，其特征在于，所述交直流系统调度优化模型包括目标函数和约束条件；

7.根据权利要求1所述的海上风电场的交直流系统可靠性评估方法，其特征在于，所述预设的交直流系统的可靠性指标包括期望电力负荷损失量和电力负荷损失概率。

8.一种海上风电场的交直流系统可靠性评估系统，其特征在于，包括：

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被执行时实现如权利要求1-7任一项所述的风海上风电场的交直流系统可靠性评估方法。

10.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，其中，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行如权利要求1-7任一项所述的海上风电场的交直流系统可靠性评估方法。

技术总结本发明涉及电力系统可靠性评估技术领域，公开了一种海上风电场的交直流系统可靠性评估方法及系统，本方法通过考虑海上风电场运行环境和风速多重不确定特性，通过海上风电场的多重时序可靠性运行模型生成运行场景集，并利用运行场景集对以交直流系统的总运行成本最小化为目标条件构建的交直流系统调度优化模型进行优化求解，确定交直流系统中各个节点的电力负荷的最优削减量方案，并通过交直流系统中各个节点的电力负荷的最优削减量方案确定交直流系统的可靠性指标，从而提高海上风电场的交直流电力系统可靠性评估的准确性。技术研发人员：何平,余越洋,王训龙,刘上嘉,冯开达,罗文博,谢涛,叶建东,刘炜琳,吴刚,宋双商受保护的技术使用者：广东电网有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29