电力系统规划与可靠性--发电系统.ppt

多类型新能源发电综合消纳的关键技术 电力系统规划与可靠性 发电系统充裕性可靠性评估 提供的是一个充裕性总体测度指标，而不是单个变电站或负荷点的指标 1. 发电-负荷需求系统可靠性概述 发电-负荷需求系统（generation-demand system）常常 被称为发电系统。 评估的内容：评估统一并网运行的全部发电机组按可接受标准及期望数量来满足电力系统负荷电力和电量需求的能力的度量。 量化分析发电机随机失效引起的风险。将系统所有可能状态对应的负荷削减及其发生的概率进行组合，建立起发电系统风险指标。 发电-负荷需求系统模型 这个模型处理发电和负荷两个随机变量，两者均包括对应各自发生概率的多级功率水平 评价目标：确定电力系统为保证充足的电力供应所需的发电容量。 发电容量分为静态和动态；静态-长期-容量，必须满足机组计划检修、非计划检修等因素。用来确定最佳的装机容量。动态---短时---开机方式等运行问题。 系统充裕性指标：发电在额定值和电压水平限度内，扣除由机组计划和非计划停运造成的降低处理后，向用户提供总的电力和电量需求的能力。 发电系统可靠性指标 确定性的：通常用来衡量系统装机容量充裕度方法的是百分数备用阀或最大机组备用法，或将两者结合使用。 概率性的 电力不足概率（LOLP-- Loss of load probability） 电力不足期望（LOLE-- Loss of Load Expectation） 电量不足期望（EENS-Electricity Expectation Not Satisfied) 故障频率、持续时间 2.卷积法 发电系统风险评估，在数学上就是对发电容量和负荷这两个随机变量进行卷积运算。 卷积分析方法包括以下四步： 1. 建立离散发电概率分布 2. 建立负荷离散概率分布 3. 两个分布之间的卷积运算 0. 设定发电机元件模型 1）.离散发电概率分布 利用状态枚举法可得出发电容量的概率分布。 例 一个系统有两台10 兆瓦和一台15 兆瓦容量的机组，其不可用率均为0.03。利用式(4-40)得到： 0）.发电机元件模型 采用可修复、两状态模型及参数：MTTR, MTTF , λ ,μ ,f 枚举出这个系统的全部容量等级及其相应的概率，即发电容量的离散概率分布，示于下表5.1 中： 当发电机台数很多时，发电容量的等级数呈指数增长，这个表就会变得十分冗长。有两种用于减少发电容量等级数的主要措施，如下： 1. 使用某个小概率门坎值，从表中去掉概率小于这个门坎值的所有容量级别。 2. 规定一个合理的发电容量级差，将落入级差内的容量级别舍入到最接近的一个规定级别。 2）离散负荷概率分布 原始负荷曲线可用如下图（5-2）所示的多级模型来表示： 负荷水平级别越多，模型越精确 给定负荷水平分级后，就可将各个负荷点分配到最接近的一个级别，得到一个离散负荷概率分布。就可列于下表中： Lk 是第k级负荷水平 T 是负荷曲线的时间总长度，Tk 是第k级负荷水平的时间长度 若计入负荷的不确定性，可以建立一个广义负荷水平分级表。通常用正态分布来表征负荷的不确定性。 以7个分段为例，每一分段用它的中点，如图5-3 将表5.2和5.3进行组合，即获得如下表5.4所示的广义负荷水平分级及其概率。 表中的σk是标准差对第k级原始负荷水平之比 3）.指标计算 当发电容量和负荷水平概率表建立起来以后，即可用卷积法估计发电系统的风险指标。 缺电时间期望LOLE（Loss Of Load Expectation） (5-1) 其中： (5-2) 单位是“小时/期间” 单位是“兆瓦时/期间” 电量不足期望LOEE（Loss Of Energy Expectation） (5-3) 式中：Li 是第i级负荷水平； Pi是第i级负荷水平的概率； NL是负荷水平概率表中的负荷水平分级数； Gj是第j级发电容量； Pj 是第j级发电容量的概率； NG是发电容量分级表中的发电容量分级数； T 是负荷持续曲线时间总长度； 注意 不可能使用卷积方法来计算频率和持续时间指标 2.状态抽样法-非贯序蒙特卡洛 基本思路： 使用状态抽样技术选择发电机的状态，而负荷曲线仍然利用多级水平模型。 对每台发电机和示于图多级负荷模型中相应的每一级负荷水平，在[0，1]区间抽取均匀分布随机数Rj。第j台发电机的状态为： (5-4) 式中：PFj 是停运状态的概率（即不可用率）；PPj 是降额状态的概率。 按照发电机的状态确定每台机组的可用容量，从而可获得系统总的发电容量。