基于蒙特卡洛模擬的含風(fēng)電-儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)可靠性評(píng)估*

袁明飛, 趙鳳展, 王樹(shù)田, 唐云峰, 蘇 娟, 郝 帥

(中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 信息與電氣工程學(xué)院, 北京 100083)

0 引 言

隨著可再生能源技術(shù)的發(fā)展,低碳環(huán)保經(jīng)濟(jì)的要求以及用戶(hù)用電需求的不斷增長(zhǎng),風(fēng)能已被許多電力用戶(hù)所重視和利用,其經(jīng)濟(jì)效益也非常明顯[1-2]。但是風(fēng)能出力具有很強(qiáng)隨機(jī)性和間歇性的特性[3]。為了抑制風(fēng)能出力的波動(dòng)、平滑風(fēng)電場(chǎng)的輸出功率,儲(chǔ)能系統(tǒng)接入電力系統(tǒng)變成一種提高供電系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性的很好選擇。

目前,很多分布式電源的研究主要集中在光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的可靠性模型[4-5],對(duì)于儲(chǔ)能系統(tǒng)與分布式電源同時(shí)接入配電網(wǎng)的可靠性模型研究沒(méi)有系統(tǒng)的評(píng)估體系。文獻(xiàn)[6]使用可靠性評(píng)估的方法,分別計(jì)算接入容量不同的儲(chǔ)能電站和接入配電網(wǎng)不同節(jié)點(diǎn)對(duì)配電網(wǎng)供電可靠性指標(biāo)的影響。文獻(xiàn)[7]通過(guò)解析法評(píng)估了風(fēng)電場(chǎng)和儲(chǔ)能系統(tǒng)聯(lián)合構(gòu)成的發(fā)電系統(tǒng)可靠性指標(biāo),考慮儲(chǔ)能設(shè)備充放電速率、容量限制和自身故障率等因素的影響。文獻(xiàn)[8]在文獻(xiàn)[6-7]的研究基礎(chǔ)上,構(gòu)建儲(chǔ)能設(shè)備和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng),同時(shí)分析供電的可靠性指標(biāo)模型和方法,在宏觀上考慮儲(chǔ)能設(shè)備不同能量存儲(chǔ)和釋放控制策略對(duì)發(fā)電系統(tǒng)可靠性的不同影響。文獻(xiàn)[9]主要針對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)出力的波動(dòng)性和隨機(jī)性,計(jì)算光照強(qiáng)度相關(guān)系數(shù)的變化對(duì)配電網(wǎng)系統(tǒng)可靠性的影響。文獻(xiàn)[10]主要針對(duì)微電網(wǎng)孤島運(yùn)行狀態(tài)下對(duì)光伏、風(fēng)力發(fā)電預(yù)測(cè),評(píng)估負(fù)載協(xié)調(diào)的可靠性算法,通過(guò)預(yù)測(cè)發(fā)電量及儲(chǔ)能系統(tǒng)的剩余電量來(lái)預(yù)測(cè)電源供電可靠性。文獻(xiàn)[11]通過(guò)蒙特卡洛方法對(duì)含分布式電源的微網(wǎng)孤島狀態(tài)下配電系統(tǒng)可靠性進(jìn)行計(jì)算。以上研究成果沒(méi)有考慮風(fēng)速對(duì)供電可靠性的影響情況,而且沒(méi)有量化風(fēng)電場(chǎng)和儲(chǔ)能系統(tǒng)并網(wǎng)后對(duì)發(fā)電系統(tǒng)可靠性的貢獻(xiàn)。

本文在前期學(xué)者研究的基礎(chǔ)上,根據(jù)風(fēng)速預(yù)測(cè)的自回歸滑動(dòng)平均(Autoregressive Moving Average,ARMA)模型,確定ARMA模型的階數(shù)并進(jìn)行參數(shù)估計(jì),結(jié)合常規(guī)機(jī)組的狀態(tài)模型,建立儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電模型和包含儲(chǔ)能系統(tǒng)的風(fēng)電場(chǎng)可靠性評(píng)估基本模型,同時(shí)提出風(fēng)電場(chǎng)對(duì)供電中斷期望值貢獻(xiàn)系數(shù)來(lái)衡量風(fēng)電場(chǎng)和儲(chǔ)能并入發(fā)電系統(tǒng)對(duì)其可靠性的影響。

1 電源功率輸出模型

1.1 風(fēng)電機(jī)組功率時(shí)序模型

對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速進(jìn)行預(yù)測(cè)是評(píng)估含風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電系統(tǒng)可靠性中的一項(xiàng)重要工作。選用的風(fēng)速預(yù)測(cè)模型是ARMA模型,能較好地處理當(dāng)前時(shí)刻風(fēng)速與之前時(shí)刻風(fēng)速的關(guān)聯(lián)性,從而根據(jù)風(fēng)速時(shí)間序列的過(guò)去值和現(xiàn)在值來(lái)求取未來(lái)值[12]。典型的 ARMA(n,m)模型數(shù)學(xué)表達(dá)式為

yt=φ1yt-2+φ2yt-2+…+φnyt-n+αt-

θ1αt-1-θ2αt-2-…-θmαt-m

i=1,2,…,n,i=1,2,…,m

(1)

式中:yt——t時(shí)刻的風(fēng)速序列值;

φi、αj——ARMA模型的自回歸參數(shù)和滑動(dòng)平均參數(shù)[13]。

利用ARMA模型獲得風(fēng)電場(chǎng)在任意時(shí)刻t的風(fēng)速時(shí)間序列模擬值后,可通過(guò)歷史風(fēng)速的每小時(shí)平均值μt和標(biāo)準(zhǔn)差σt求取時(shí)刻t的風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速為

υwt=μt+σtyt

(2)

由此可得到任意t時(shí)刻風(fēng)電機(jī)組輸出功率[14-15]為

(3)

式中:Pr——風(fēng)電機(jī)組額定功率;

vci、vr、vco——風(fēng)電機(jī)組切入風(fēng)速、額定風(fēng)速和切出風(fēng)速;

A、B、C——參數(shù)。

1.2 儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電模型

為平滑風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電出力的波動(dòng),儲(chǔ)能裝置往往和這類(lèi)間歇性電源配置在一起聯(lián)合供電,以改善電能質(zhì)量和提高供電可靠性[16-20]。在實(shí)際的風(fēng)電-儲(chǔ)能聯(lián)合系統(tǒng)調(diào)度中,還需要考慮風(fēng)電機(jī)組和常規(guī)機(jī)組對(duì)負(fù)荷供電的優(yōu)先次序。另外,常規(guī)機(jī)組的實(shí)際輸出功率也有可能超出調(diào)度計(jì)劃,這部分多余的功率也可參與儲(chǔ)能。

風(fēng)電機(jī)組剩余功率為

PWΔ=W-Z%PL

(4)

式中:W——風(fēng)電機(jī)組輸出功率;

Z%——風(fēng)電場(chǎng)的輸出功率占負(fù)荷的一定比例;

PL——負(fù)荷。

常規(guī)機(jī)組剩余功率PGΔ為

PGΔ=G-(1-Z%)PL

(5)

式中:G——常規(guī)發(fā)電機(jī)組功率。

風(fēng)電機(jī)組和儲(chǔ)能系統(tǒng)的聯(lián)合輸出功率即為風(fēng)電場(chǎng)的輸出功率。

儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電運(yùn)行有如下情況。

情況1:儲(chǔ)能系統(tǒng)供電。當(dāng)所有風(fēng)電機(jī)組和常規(guī)機(jī)組的功率輸出總和無(wú)法滿(mǎn)足當(dāng)前負(fù)荷需求時(shí),儲(chǔ)能系統(tǒng)開(kāi)始釋放能量,參與負(fù)荷供電。

PB(t)=PB(t-1)+PWΔ+PGΔ,

PWΔ<0,(PWΔ+PGΔ)<0

(6)

式中:PB(t)——t時(shí)刻儲(chǔ)能系統(tǒng)的電量狀態(tài)。

情況2:儲(chǔ)能系統(tǒng)充電。當(dāng)風(fēng)電機(jī)組剩余功率>0,常規(guī)機(jī)組剩余功率>0,則令風(fēng)電機(jī)組的剩余功率給儲(chǔ)能系統(tǒng)充電。

PB(t)=PB(t-1)+PWΔ,PWΔ≥0,PGΔ≥0

(7)

情況3:儲(chǔ)能系統(tǒng)停運(yùn)。當(dāng)風(fēng)電機(jī)組剩余功率<0,所有風(fēng)電機(jī)組和常規(guī)機(jī)組的功率輸出總和滿(mǎn)足當(dāng)前負(fù)荷需求時(shí),儲(chǔ)能系統(tǒng)既不供電,也不充電。

PB(t)=PB(t-1),

PWΔ<0, (PWΔ+PGΔ)≥0

(8)

1.3 含儲(chǔ)能系統(tǒng)的風(fēng)電場(chǎng)模型

含風(fēng)電機(jī)組及儲(chǔ)能系統(tǒng)的發(fā)電系統(tǒng)模型如圖1所示。由于儲(chǔ)能系統(tǒng)自身容量的限制,將其接入在每臺(tái)風(fēng)機(jī)的輸出端,風(fēng)電場(chǎng)的輸出功率即為風(fēng)電機(jī)組和儲(chǔ)能系統(tǒng)的聯(lián)合輸出功率。

從整個(gè)電力系統(tǒng)可靠性角度來(lái)看,風(fēng)電場(chǎng)較為合理的儲(chǔ)能原則:當(dāng)某時(shí)間段內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)和常規(guī)機(jī)組輸出的功率大于當(dāng)前系統(tǒng)負(fù)荷,則應(yīng)當(dāng)保證儲(chǔ)能設(shè)備在當(dāng)前時(shí)段內(nèi)有空間存儲(chǔ)多余的風(fēng)能;當(dāng)某時(shí)間段內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)和常規(guī)機(jī)組輸出的功率不能滿(mǎn)足當(dāng)前系統(tǒng)負(fù)荷需求,則儲(chǔ)能設(shè)備內(nèi)應(yīng)有可釋放的能量以填補(bǔ)該時(shí)段內(nèi)的功率需求。

2 含風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)可靠性評(píng)估

2.1 風(fēng)電機(jī)組單獨(dú)接入發(fā)電系統(tǒng)可靠性評(píng)估

選用失負(fù)荷概率和電量不足期望值(Expected Energy Not Supplied,EENS)作為衡量發(fā)電系統(tǒng)可靠性的指標(biāo)。失負(fù)荷概率為

(9)

式中:If(x)——以系統(tǒng)狀態(tài)x作為自變量的二值函數(shù);

P(x)——停運(yùn)容量為x的確切概率。

電量不足期望值表示電力系統(tǒng)由于機(jī)組受迫停運(yùn)而造成的對(duì)用戶(hù)少供電能的期望值,能說(shuō)明故障的嚴(yán)重程度,因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)受限制的因素不僅是缺電力,更重要的是發(fā)電量短缺。

(10)

式中:EEENS——電量不足期望值;

X——停運(yùn)容量;

R——系統(tǒng)備用容量,當(dāng)風(fēng)電場(chǎng)和儲(chǔ)能接入時(shí)風(fēng)電場(chǎng)容量和儲(chǔ)能系統(tǒng)容量加入的備用容量。

為了更好地衡量風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)可靠性的提高水平,文獻(xiàn)[21]提出風(fēng)電場(chǎng)對(duì)供電中斷期望值貢獻(xiàn)系數(shù):

(11)

式中:EWGIEB——風(fēng)電場(chǎng)對(duì)供電中斷期望值貢獻(xiàn)系數(shù);

EEENS0、EEENS1——風(fēng)電場(chǎng)接入前、后系統(tǒng)年電量不足期望值;

PW——風(fēng)電場(chǎng)裝機(jī)容量。

EWGIEB只能反映風(fēng)電場(chǎng)接入后風(fēng)電場(chǎng)對(duì)發(fā)電系統(tǒng)可靠性的影響,并不能反映儲(chǔ)能系統(tǒng)接入含有風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電系統(tǒng)的可靠性影響情況。

2.2 風(fēng)電場(chǎng)和儲(chǔ)能接入發(fā)電系統(tǒng)可靠性評(píng)估

為了評(píng)估風(fēng)電場(chǎng)和儲(chǔ)能系統(tǒng)接入含有風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電系統(tǒng)的可靠性影響情況。本文基于前人研究定義了風(fēng)電場(chǎng)和儲(chǔ)能對(duì)供電中斷期望值貢獻(xiàn)系數(shù)(Wind-Battery Generation Interrupted Energy Benefit,WBGIEB),是風(fēng)電場(chǎng)和儲(chǔ)能系統(tǒng)并網(wǎng)后系統(tǒng)供電不足時(shí),電量不足期望值的改變量與接入的風(fēng)電場(chǎng)容量和儲(chǔ)能系統(tǒng)之和比值,直接反映風(fēng)電場(chǎng)和儲(chǔ)能系統(tǒng)并網(wǎng)后對(duì)發(fā)電系統(tǒng)可靠性的貢獻(xiàn)。

(12)

式中:EWBGIEB——風(fēng)電場(chǎng)和儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)供電中斷期望值貢獻(xiàn)系數(shù);

EEENS2——風(fēng)電場(chǎng)和儲(chǔ)能系統(tǒng)同時(shí)接入后系統(tǒng)年電量不足期望值;

PB——儲(chǔ)能系統(tǒng)容量。

2.3 基于序貫蒙特卡洛可靠性計(jì)算流程

在蒙特卡洛法中,系統(tǒng)的狀態(tài)是從概率分布函數(shù)中抽樣確定的,電力系統(tǒng)元件眾多,在序貫蒙特卡洛模擬方法中需要對(duì)各個(gè)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行抽樣。一旦系統(tǒng)的狀態(tài)已經(jīng)確定,即可對(duì)所抽樣形成的系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算,通過(guò)計(jì)算功率平衡得出失負(fù)荷概率和電量不足期望值。

基于序貫蒙特卡羅仿真,儲(chǔ)能接入含風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電系統(tǒng)可靠性指標(biāo)計(jì)算流程如圖2所示。

可靠性計(jì)算流程圖步驟如下:

(1) 初始化。令運(yùn)行時(shí)間t=0,輸入電力系統(tǒng)原始數(shù)據(jù),包括有歷史風(fēng)速一年8 760 h數(shù)據(jù)、負(fù)荷一年8 760 h數(shù)據(jù)。

(2) 根據(jù)風(fēng)速構(gòu)建ARMA模型,然后通過(guò)式(2)由第一步的初始風(fēng)速得到預(yù)測(cè)風(fēng)速。

(3) 根據(jù)模型得到預(yù)測(cè)的風(fēng)速,再根據(jù)步驟(2)得到預(yù)測(cè)風(fēng)速,由式(3)得到風(fēng)電場(chǎng)的輸出功率。

(4) 使用蒙特卡洛對(duì)供電系統(tǒng)抽樣,然后計(jì)算該抽樣狀態(tài)下的潮流狀態(tài),判斷供電是否充足。

(5) 若系統(tǒng)供電充足,進(jìn)行下一步;若系統(tǒng)供電不充足,判決并且計(jì)算消減負(fù)荷。

(6) 判斷抽樣次數(shù)是否達(dá)到8 760次。若達(dá)到,則進(jìn)行步驟(7);若否,轉(zhuǎn)到步驟(3),繼續(xù)抽樣。

(7) 判斷運(yùn)行終結(jié),抽樣結(jié)束,通過(guò)式(9)～式(12)計(jì)算LOLP、EEENS、EWGIEB、EWBGIEB可靠性指標(biāo)的值。

3 算例與分析

3.1 算例簡(jiǎn)介

對(duì)IEEE-RBTS可靠性測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行分析。RBTS系統(tǒng)總裝機(jī)容量為240 MW,其中5 MW機(jī)組2臺(tái),10 MW機(jī)組1臺(tái),20 MW機(jī)組5臺(tái),40 MW機(jī)組3臺(tái),系統(tǒng)最大負(fù)荷為185 MW,儲(chǔ)能電池容量為30 MWh,最大充放電功率為16 MW。當(dāng)儲(chǔ)能接入發(fā)電系統(tǒng)時(shí),接入點(diǎn)為母線1。

IEEE-RBTS可靠性測(cè)試系統(tǒng)接線如圖3所示。

系統(tǒng)中給出的發(fā)電系統(tǒng)常規(guī)機(jī)組總?cè)萘繛?40 MW,各發(fā)電機(jī)的原始數(shù)據(jù)包括:機(jī)組大小、發(fā)電機(jī)的平均持續(xù)工作時(shí)間(Mean Time To Failure,MTTF)、發(fā)電機(jī)的平均修復(fù)時(shí)間(Mean Time To Repair,MTTR)、強(qiáng)迫停運(yùn)率等。常規(guī)發(fā)電機(jī)組可靠性數(shù)據(jù)如表1所示。

對(duì)算例的負(fù)荷進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),負(fù)荷年用電量情況如圖4所示。

表1 常規(guī)發(fā)電機(jī)組可靠性數(shù)據(jù)

容量/MWMTTF/hMTTR /h強(qiáng)迫停運(yùn)率519820.0101019640.0202019550.0254019460.030

選用我國(guó)北方2個(gè)風(fēng)電場(chǎng)過(guò)去1年的歷史統(tǒng)計(jì),分別接入2個(gè)風(fēng)電場(chǎng)作為比較的2個(gè)測(cè)試系統(tǒng),當(dāng)風(fēng)電場(chǎng)接入發(fā)電系統(tǒng)時(shí),接入點(diǎn)為母線1,其風(fēng)速數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)。2個(gè)風(fēng)電場(chǎng)各自的裝機(jī)總?cè)萘烤鶠?7.5 MW,滲透率為47.3%,風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量為3.5 MW,每個(gè)風(fēng)電場(chǎng)中的機(jī)組數(shù)量為25臺(tái),機(jī)組的vci、vr和vco分別為4.0、12.5、25.0 m/s。

風(fēng)電場(chǎng)1中,平均風(fēng)速為11.6 m/s;根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)一年原始風(fēng)速分布情況,風(fēng)電場(chǎng)1風(fēng)速分布預(yù)測(cè)如圖5所示。

風(fēng)電場(chǎng)2中,平均風(fēng)速為10.8 m/s。根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)一年原始風(fēng)速分布情況,風(fēng)電場(chǎng)2風(fēng)速分布預(yù)測(cè)如圖6所示。

利用ARMA模型獲得風(fēng)電場(chǎng)在任意時(shí)刻風(fēng)速時(shí)間序列模擬值后,計(jì)算風(fēng)機(jī)的正常、降額和停運(yùn)輸出狀態(tài),計(jì)算步驟見(jiàn)參考文獻(xiàn)[22]。某風(fēng)力發(fā)電機(jī)年功率輸出狀態(tài)如圖7所示。

由圖7可見(jiàn),風(fēng)電場(chǎng)1和風(fēng)電場(chǎng)2的功率輸出狀態(tài):功率輸出狀態(tài)為1時(shí)是正常運(yùn)行,風(fēng)力發(fā)電機(jī)處于滿(mǎn)發(fā)狀態(tài);當(dāng)輸出狀態(tài)為0.8時(shí),說(shuō)明風(fēng)力發(fā)電機(jī)是降額輸出;當(dāng)風(fēng)速小于切入風(fēng)速時(shí),風(fēng)力發(fā)電機(jī)處于停運(yùn)狀態(tài)。同時(shí),風(fēng)電場(chǎng)2風(fēng)機(jī)的出力比風(fēng)電場(chǎng)1的風(fēng)機(jī)出力少。

風(fēng)電場(chǎng)和儲(chǔ)能接入發(fā)電系統(tǒng)分為5種接入方案。方案1:風(fēng)電場(chǎng)和儲(chǔ)能系統(tǒng)都不接入發(fā)電系統(tǒng),發(fā)電系統(tǒng)單獨(dú)運(yùn)行;方案2:風(fēng)電場(chǎng)1接入發(fā)電系統(tǒng),儲(chǔ)能系統(tǒng)不接入發(fā)電系統(tǒng),風(fēng)電場(chǎng)1和常規(guī)機(jī)組對(duì)發(fā)電系統(tǒng)供電;方案3:風(fēng)電場(chǎng)2接入發(fā)電系統(tǒng),儲(chǔ)能系統(tǒng)不接入發(fā)電系統(tǒng),風(fēng)電場(chǎng)2和常規(guī)機(jī)組對(duì)發(fā)電系統(tǒng)供電;方案4:風(fēng)電場(chǎng)1和儲(chǔ)能系統(tǒng)同時(shí)接入發(fā)電系統(tǒng),風(fēng)電場(chǎng)1、儲(chǔ)能系統(tǒng)和常規(guī)機(jī)組對(duì)發(fā)電系統(tǒng)供電;方案5:風(fēng)電場(chǎng)2和儲(chǔ)能系統(tǒng)同時(shí)接入發(fā)電系統(tǒng),風(fēng)電場(chǎng)2、儲(chǔ)能系統(tǒng)和常規(guī)機(jī)組對(duì)發(fā)電系統(tǒng)供電。

3.2 風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)可靠性分析

當(dāng)系統(tǒng)以方案4和方案5運(yùn)行,根據(jù)前文提出的儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電模型,由式(6)～式(8)得到兩種方案的儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行情況。方案4儲(chǔ)能系統(tǒng)一年運(yùn)行情況如圖8所示。方案5儲(chǔ)能系統(tǒng)一年運(yùn)行情況圖9所示。

方案1～方案3,把兩風(fēng)電場(chǎng)并入IEEE-RBTS測(cè)試系統(tǒng),然后由式(9)～式(11)計(jì)算兩風(fēng)電場(chǎng)并入系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)LOLP、EEENS和EWGIEB。風(fēng)電場(chǎng)接入發(fā)電系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)如表1所示。

按照方案4和方案5,把儲(chǔ)能系統(tǒng)分別并入帶有風(fēng)電場(chǎng)的IEEE-RBTS測(cè)試系統(tǒng),然后由式(9)～ 式(11)和式(12)計(jì)算出兩風(fēng)電場(chǎng)并入系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)LOLP、EEENS、EWBGIEB。風(fēng)電場(chǎng)和儲(chǔ)能接入發(fā)電系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)如表2所示。

表1 風(fēng)電場(chǎng)接入發(fā)電系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)

方案LOLP/(h·a-1)EEENS/(MWh·a-1)EWGIEB方案10.421 911.244 10方案20.048 70.819 20.121 7方案30.087 91.716 60.111 9

表2 風(fēng)電場(chǎng)和儲(chǔ)能接入發(fā)電系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)

3.3 算例分析

通過(guò)分析表1、表2的數(shù)據(jù),可以得出以下結(jié)論:

(1) 比較方案1與方案2的計(jì)算結(jié)果,風(fēng)電場(chǎng)接入發(fā)電系統(tǒng)比發(fā)電系統(tǒng)單獨(dú)運(yùn)行失負(fù)荷概率和電量不足期望值下降,說(shuō)明風(fēng)電場(chǎng)接入發(fā)電系統(tǒng)可靠性高。

(2) 比較方案2與方案3的計(jì)算結(jié)果,在風(fēng)電場(chǎng)接入發(fā)電系統(tǒng)下,方案2比方案3失負(fù)荷概率和電量不足期望值小、“風(fēng)電場(chǎng)對(duì)供電中斷期望值貢獻(xiàn)系數(shù)”大,表明方案2要優(yōu)于方案3。風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電量越大,風(fēng)電場(chǎng)接入發(fā)電系統(tǒng)供電可靠性提高效果越明顯。

(3) 比較方案2與方案4的計(jì)算結(jié)果,方案4比方案2電量不足期望值有下降,當(dāng)儲(chǔ)能系統(tǒng)接入含風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電系統(tǒng)后,比沒(méi)有儲(chǔ)能系統(tǒng)的電量不足期望值要低,說(shuō)明儲(chǔ)能接入后,發(fā)電系統(tǒng)的供電可靠性提高。

(4)根據(jù)方案4和方案5的計(jì)算結(jié)果,方案4的可靠性比方案5的可靠性高,說(shuō)明風(fēng)電場(chǎng)和儲(chǔ)能同時(shí)接入發(fā)電系統(tǒng),在儲(chǔ)能系統(tǒng)各參數(shù)相同的情況下,風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電量越大,發(fā)電系統(tǒng)的供電可靠性提高越明顯。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文建立了儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電模型,定義了風(fēng)電和儲(chǔ)能對(duì)供電中斷期望值貢獻(xiàn)系數(shù),量化儲(chǔ)能系統(tǒng)接入含有風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電系統(tǒng)的可靠性影響,提出了基于蒙特卡洛時(shí)序模擬的風(fēng)電場(chǎng)和儲(chǔ)能系統(tǒng)的發(fā)電系統(tǒng)可靠性評(píng)估算法,并對(duì)改進(jìn)的IEEE-RBTS測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行了可靠性評(píng)估。算例結(jié)果表明:風(fēng)電場(chǎng)和儲(chǔ)能系統(tǒng)并入發(fā)電系統(tǒng)的條件下,發(fā)電系統(tǒng)后可靠性提高,同時(shí)風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電量越大,對(duì)發(fā)電系統(tǒng)的供電可靠性提高效果越好。