（国网山东省电力公司电力科学研究院 济南山东 250002）
摘要：风能的大规模利用对电力系统可靠性水平带来一定影响。本文基于非序贯Monte Carlo对风速相关性对风电场可靠性效益进行分析。基于威布尔分布模型和联合条件概率模型建立多维风速联合抽样模型。以RBTS标准测试系统作为算例，研究了不同风速相关程度下系统可靠性变化情况。结果表明，风能的接入具有很大的可靠性效益，风速相关性对风电系统可靠性产生消极影响。
关键词：风速相关性；风电场；可靠性
1前言
近年来，受石油价格上涨和全球气候变化的影响，风能的开发利用日益受到国际社会的重视，越来越多的并网型风力发电机组出现在电力系统中。随着风电开发力度加大，一个地区可能存在多个风电场，风电场间的分散性对对电力系统可靠性具有重要影响。特别地，随着我国大型风电场基地的建设，单一风电场容量不断增加，一个地区风电场密度不断增大，风电场分散性的影响更加突出，因此量化和评估风速相关性对电力系统可靠性的影响具有重要研究价值。
国内外对风速相关性问题进行了大量研究，文献错误！未找到引用源。和错误！未找到引用源。应用矩阵变换法对分别对多个风电场的容量置信度、概率潮流进行了分析。文献错误！未找到引用源。利用样本数据建立了多个风电场的离散概率分布矩阵，该矩阵能够考虑不同风电场之间的相关性。文献错误！未找到引用源。基于正态变换思想，提出了一种风速的多元正态概率分布模型，并对不同的风速边缘进行了讨论，然而正态变换后的风速向量并不一定具有正态相关结构。文献[5]基于条件概率分布和概率互斥理论建立一个含有两个风电场的容量停运表模型，但是该方法对两个以上的风电场存在一定的建模复杂性。
本文给出了计及相关性的多风电场风速模拟模型，利用该模型研究了多个风电场接入后系统可靠性水平以及在不同风速相关程度下可靠性水平变化情况。
2风速模型
1.1风速分布模型
风速分布模型是基于一定概率密度假设，利用历史测量数据对风速进行函数拟合。该类模型体现了风速在一段时期内的整体统计特性。常用的描述风速的分布主要有Weibull分布、Rayleigh分布、Chi-2分布。本文采用Weibull分布来拟合风速。
1.2相关性风速模型
同一地区可能存在多个风电场接入系统，而不同风电场之间的风速存在一定相关性，在对含多个风电场接入的电力系统进行可靠性评估时，应考虑风速之间的内在相关性。不同风速模型，相关性问题的解决方法不同，本文采用文献[6]给出的方法产生相关性风速。
对于风速分布模型，设V=（V1，V2）为一地区两不同风电场风速变量常，则可按如下算法进行相关性处理：
上述算法产生的风速数据保持了历史数据的均值和线性相关特性。
3含风电场的电力系统可靠性评估算法
根据上述风速模型和风电转换模型，可实现含风电场的电力系统可靠性评估。评估算法总结如下：
1）根据第上节介绍，产生相关性风速样本；
2）由风电转换模型将风速样本转换为功率输出；
3）产生常规机组容量状态；
4）组合风电机组容量状态和常规机组容量状态，获得系统功率水平；
5）将系统功率水平与负荷水平进行比较，形成可靠性指标；
4算例分析
采用RBTS可靠性测试系统作为算例进行分析，RBTS系统有11台发电机组，总装机容量为240MW，系统峰荷185MW，发电机额定功率和可靠性参数见文献错误！未找到引用源。。
在该系统中在该系统中加入两个风电场，每个风电场含有20台风电机组，装机容量为20MW，切入风速、额定风速和切除风速分别是12、38和80 km/h。
采用采用两地区（假设为A和B）的风速数据作为样本，风速样本的基本统计量如表1所示
5结论
介绍了目前常用的两类风速模型，建立了计及相关性的多元风速模拟模型。给出了基于蒙特卡洛模拟的含多风电场的电力系统可靠性评估框架。以RBTS测试系统为算例，分别采用分布模型和时序模型研究了系统的可靠性水平，结果表明风电场的接入对系统可靠性有较大改善。
研究了不同相关程度下多个风场的可靠性效益。结果表明，风速相关性对风电场效益产生消极影响，即在不同地点具有相对独立风况的风能产生较大的可靠性效益。
作者简介：
李玉敦（1985-），男，山东济南，博士研究生，工程师，电力系统稳定控制、 继电保护等技术研究。
论文作者:李玉敦,杨超,黄秉青
论文发表刊物:《电力设备》2015年第10期供稿
论文发表时间:2016/4/21
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