考慮臺(tái)風(fēng)天氣影響的風(fēng)電可靠性建模研究.pdf

1、近年來(lái),我國(guó)逐步開(kāi)始在沿海地區(qū)建設(shè)風(fēng)電場(chǎng)。臺(tái)風(fēng)天氣作為一種特殊的氣象情況,可能對(duì)沿海風(fēng)電場(chǎng)造成嚴(yán)重影響。由于臺(tái)風(fēng)瞬時(shí)風(fēng)速往往較高,甚至達(dá)到50m/s以上,可能給風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)施加巨大的風(fēng)載荷效應(yīng),造成葉片損壞等問(wèn)題。同時(shí),臺(tái)風(fēng)風(fēng)速變化波動(dòng)大,可能造成風(fēng)電機(jī)組突然停機(jī),系統(tǒng)突然失去大量電源。此外,臺(tái)風(fēng)可能造成風(fēng)吹異物至導(dǎo)線或樹(shù)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(tái)風(fēng)這種極端天氣對(duì)風(fēng)電場(chǎng)輸出功率的影響,從而從系統(tǒng)

2、角度,分析其對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的影響大小。
　　本文首先采用Batts風(fēng)場(chǎng)模型、YanMeng風(fēng)場(chǎng)模型以及Shapiro等幾種不同的風(fēng)場(chǎng)模型對(duì)歷史臺(tái)風(fēng)Wayne及黑格比的臺(tái)風(fēng)風(fēng)速進(jìn)行模擬,選擇出計(jì)算速度較快、精度較適宜的臺(tái)風(fēng)風(fēng)場(chǎng)模型。根據(jù)本文的分析可知,Yan Meng風(fēng)場(chǎng)模型的精度較高,計(jì)算速度較適宜,可采用該模型對(duì)臺(tái)風(fēng)風(fēng)速進(jìn)行模擬與復(fù)現(xiàn)。在此基礎(chǔ)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(tái)風(fēng)記錄,以廣東某實(shí)際風(fēng)電場(chǎng)為模

3、擬點(diǎn),擬合出該模擬點(diǎn)的臺(tái)風(fēng)參數(shù)分布模型并形成不同的臺(tái)風(fēng)風(fēng)速模擬序列。通過(guò)對(duì)該模擬點(diǎn)分析可知,約有65-70％的熱帶氣旋可能促使風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電量增加,而有30-35%的臺(tái)風(fēng)可能造成風(fēng)電機(jī)組的大規(guī)模脫網(wǎng)事件,建議風(fēng)電場(chǎng)控制人員及時(shí)采取相應(yīng)的控制策略。結(jié)合該風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)的實(shí)際布局情況,利用風(fēng)功率曲線求解出臺(tái)風(fēng)天氣下各風(fēng)電機(jī)組的輸出功率。
　　最后,以可靠性測(cè)試系統(tǒng)RTS79為算例,研究臺(tái)風(fēng)條件下電力系統(tǒng)的短期可靠性,為臺(tái)風(fēng)天氣下電力系統(tǒng)的調(diào)度

4、、風(fēng)險(xiǎn)控制進(jìn)行數(shù)據(jù)依托。分析結(jié)果表明:臺(tái)風(fēng)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(shí)段,風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電量增加促使系統(tǒng)可靠性略有提升,但是臺(tái)風(fēng)造成線路故障率成倍增加。當(dāng)臺(tái)風(fēng)風(fēng)速處于7級(jí)風(fēng)速以上時(shí),將導(dǎo)致系統(tǒng)可靠性降低,而但臺(tái)風(fēng)風(fēng)速處于6級(jí)風(fēng)速及以下時(shí),系統(tǒng)可靠性水平略有提升。此外,在同等風(fēng)速條件下,隨著風(fēng)電裝機(jī)容量越大,系統(tǒng)切負(fù)荷概率越低。當(dāng)風(fēng)電滲透率為0.9032%,系統(tǒng)切負(fù)荷概率降低0.4215%;當(dāng)風(fēng)電滲透率為8.1284%