考慮臺風天氣影響的風電可靠性建模研究.pdf

1、近年來,我國逐步開始在沿海地區(qū)建設風電場。臺風天氣作為一種特殊的氣象情況,可能對沿海風電場造成嚴重影響。由于臺風瞬時風速往往較高,甚至達到50m/s以上,可能給風電機組結構施加巨大的風載荷效應,造成葉片損壞等問題。同時,臺風風速變化波動大,可能造成風電機組突然停機,系統(tǒng)突然失去大量電源。此外,臺風可能造成風吹異物至導線或樹枝倒伏于線路上,造成高壓輸電線路的跳閘或故障。因此,有必要量化分析臺風這種極端天氣對風電場輸出功率的影響,從而從系統(tǒng)

2、角度,分析其對系統(tǒng)運行可靠性的影響大小。
　　本文首先采用Batts風場模型、YanMeng風場模型以及Shapiro等幾種不同的風場模型對歷史臺風Wayne及黑格比的臺風風速進行模擬,選擇出計算速度較快、精度較適宜的臺風風場模型。根據(jù)本文的分析可知,Yan Meng風場模型的精度較高,計算速度較適宜,可采用該模型對臺風風速進行模擬與復現(xiàn)。在此基礎上,根據(jù)《西北太平洋熱帶氣旋最佳路徑數(shù)據(jù)集》中的歷史臺風記錄,以廣東某實際風電場為模

3、擬點,擬合出該模擬點的臺風參數(shù)分布模型并形成不同的臺風風速模擬序列。通過對該模擬點分析可知,約有65-70％的熱帶氣旋可能促使風電場發(fā)電量增加,而有30-35%的臺風可能造成風電機組的大規(guī)模脫網(wǎng)事件,建議風電場控制人員及時采取相應的控制策略。結合該風電場風機的實際布局情況,利用風功率曲線求解出臺風天氣下各風電機組的輸出功率。
　　最后,以可靠性測試系統(tǒng)RTS79為算例,研究臺風條件下電力系統(tǒng)的短期可靠性,為臺風天氣下電力系統(tǒng)的調度

4、、風險控制進行數(shù)據(jù)依托。分析結果表明:臺風天氣將造成系統(tǒng)短期可靠性水平大幅度降低,即使在某些時段,風電場的發(fā)電量增加促使系統(tǒng)可靠性略有提升,但是臺風造成線路故障率成倍增加。當臺風風速處于7級風速以上時,將導致系統(tǒng)可靠性降低,而但臺風風速處于6級風速及以下時,系統(tǒng)可靠性水平略有提升。此外,在同等風速條件下,隨著風電裝機容量越大,系統(tǒng)切負荷概率越低。當風電滲透率為0.9032%,系統(tǒng)切負荷概率降低0.4215%;當風電滲透率為8.1284%