针对复杂拓扑结构海上风电场群的综合置信容量评估方法与流程

技术特征：
1.针对复杂拓扑结构海上风电场群的综合置信容量评估方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，采集勘探或者气象风速数据，根据尾流模型，生成风电场群风机出力数据，对风电场群风机出力数据进行降维及特征提取，得到各风电场内部风机出力主要场景；步骤2，对风电场总出力进行分析，得到风电场联合出力分布及各风电场的边缘出力分布，通过对风电场联合出力分布及各风电场的边缘出力分布进行最大似然估计，得到copula联合分布函数；步骤3，根据步骤1中得到的各风电场内部风机出力主要场景，通过线性最优潮流模型进行计算，得到离散的各个风电场的修正出力分布，并进行连续拟合，根据copula联合分布函数，将拟合后的各个风电场的修正出力分布建立联合分布，生成风电场群的总出力分布；根据风电场群的总出力分布和送出系统的停运表，得到并网出力分布；步骤4，根据步骤3得到的并网出力分布，得到综合置信容量；根据综合置信容量评估海上风电场群的供应负荷的持续性和充足性。2.根据权利要求1所述的针对复杂拓扑结构海上风电场群的综合置信容量评估方法，其特征在于，步骤1的具体过程为：采集勘探或者气象风速数据，根据风机位置、风机出力模型与尾流模型，生成风电场群风机出力分布，然后对风电场群风机出力数据进行降维及k-means聚类，提取各风电场内部风机出力主要场景。3.根据权利要求1所述的针对复杂拓扑结构海上风电场群的综合置信容量评估方法，其特征在于，步骤2的具体过程为：对各风电场的出力分布和风电场群出力分布进行连续出力分布的最大似然估计，然后选取截断高斯分布、beta分布与gamma分布中拟合误差最小的分布作为连续分布函数；根据连续分布函数得到各风电场的边缘出力分布拟合函数；根据各风电场的边缘出力分布拟合函数，得到各风电场出力相关性的copula联合分布函数。4.根据权利要求3所述的针对复杂拓扑结构海上风电场群的综合置信容量评估方法，其特征在于，连续分布函数具体通过以下过程得到：1)分布方式为截断高斯分布时，最大似然函数其中θ为分布函数的参数向量，为风电场f的样本集合，h为分布函数的参数向量θ下的联合分布函数，a
fi
为中的某一个样本；2)对最大似然函数l取对数得h(θ)＝lnl(θ)；3)求解使得出现样本最大概率的参数θ值；4)根据参数θ确定完整的拟合分布，计算拟合误差；5)对beta分布与gamma分布分别进行步骤1)至步骤4)，比较截断高斯分布、beta分布与gamma分布的拟合误差，选择拟合误差最小的分布模型，得到连续分布函数。5.根据权利要求1所述的针对复杂拓扑结构海上风电场群的综合置信容量评估方法，其特征在于，步骤3的具体过程为：
生成故障场景，通过线性最优潮流模型对各风电场内部风机出力主要场景的每一故障场景进行分析，得到离散的各个风电场的修正出力分布；将离散的各个风电场的修正出力分布进行最大似然估计，拟合得到连续分布，并根据copula联合分布函数建立联合分布，生成风电场群的总出力分布；由升压站与电缆元件串联计算，计算送出系统的停运表，将风电场群的总出力分布与送出系统的停运表进行卷积，得到并网出力分布。6.根据权利要求1所述的针对复杂拓扑结构海上风电场群的综合置信容量评估方法，其特征在于，线性最优潮流模型的约束包括：潮流约束、节点电压不能越限和线路电流不能越限的约束以及故障区域的电缆运行耦合关系；潮流约束如下：潮流约束如下：潮流约束如下：式中，u
i，s
为节点i在s场景下的电压，m为一个大数，为支路ij在场景s下的开断情况，i
i，s
为节点i在s场景下的注入电流，i
ij，s
为支路ij在s场景下的电流，r
ij
为支路ij的电阻，为风机i在s场景下的最大可发功率，为支路集合，为场景集合；节点电压不能越限和线路电流不能越限的约束如下：节点电压不能越限和线路电流不能越限的约束如下：式中，u为电压下限，为电压上限，是支路ij的电流上限；故障区域的电缆运行耦合关系如下：故障区域的电缆运行耦合关系如下：故障区域的电缆运行耦合关系如下：故障区域的电缆运行耦合关系如下：故障区域的电缆运行耦合关系如下：故障区域的电缆运行耦合关系如下：式中，r
ij，s
表示支路ij在s场景下靠近i节点半区的开断情况，b
ji
表示ij支路j节点是否配置断路器，s
(1)
及s
(2)
表示故障k下的某个运行场景，是任意k故障下的运行场景集合，ij
→
k表示线路ij断开对应故障k，下标0表示汇流站。7.根据权利要求1所述的针对复杂拓扑结构海上风电场群的综合置信容量评估方法，
其特征在于，步骤4的具体过程为：根据并网出力分布进行积分，建立横轴是持续时间，纵轴是出力大小的持续时间出力分布，利用待求置信容量p
crd
作为未知量构建两个可靠性参数的表达式：的表达式：式中，x(t)为积分结果，lolp为失负荷概率，eens为失负荷电量期望；根据失负荷概率lolp和失负荷电量期望eens，求得各自对应的置信容量，最小的置信容量为综合置信容量。8.根据权利要求1所述的针对复杂拓扑结构海上风电场群的综合置信容量评估方法，其特征在于，根据综合置信容量评估海上风电场群的供应负荷的持续性和充足性的具体过程为：若综合置信容量达不到规划预期水平，则海上风电场群在供应负荷的持续性或充足性上存在缺陷；若综合置信容量达到规划预期水平，则海上风电场群在供应负荷的持续性或充足性满足要求。

技术总结
本发明提供的针对复杂拓扑结构海上风电场群的综合置信容量评估方法，采集勘探或者气象风速数据，对风电场总出力进行分析，得到Copula联合分布函数；根据各风电场内部风机出力主要场景，枚举元件停运事件通过线性最优潮流模型进行每个风电场内出力分布的修正计算，利用Copula联合分布函数得到风电场群的总修正出力分布；根据风电场群的总修正出力分布和送出系统的停运表，得到系统的综合置信容量，从而评估海上风电场群的供应负荷的持续性和充足性。本发明考虑了风电场内部拓扑网架和断路器、风电场群的送出系统、所有元件的故障过程与共因停运，兼顾精度与效率，可为海上风能资源的规划开发提供新的技术支撑。资源的规划开发提供新的技术支撑。资源的规划开发提供新的技术支撑。


技术研发人员：王邦彦 王秀丽 章力凯 宋祯子 帅轩越 原晟淇 王帅 张静怡 辛超山
受保护的技术使用者：国网经济技术研究院有限公司 国网新疆电力有限公司经济技术研究院
技术研发日：2021.12.15
技术公布日：2022/3/15