一种风机失效下的电-气互联能源系统降风险调度方法技术方案

本发明专利技术提供了一种风机失效下的电‑气互联能源系统降风险调度方法，用于解决现有技术中电网故障和机组自身故障造成的风电机组失效给电‑气互联能源系统的安全运行带来的风险较高的问题，包括基于电‑气互联系统的运行特性及风机失效风险，建立考虑P2G的电‑气互联系统的风机失效风险指标；充分考虑电力系统约束和天然气系统约束，建立以风机失效风险最小及燃煤机组煤耗成本最少的多目标优化模型，以解决系统运行过程中风险与煤耗成本之间的矛盾，进而实现电‑气互联能源系统的降风险调度，提高电‑气互联系统对风电的消纳能力。

A risk reduction scheduling method for power gas interconnected energy system with fan failure

【技术实现步骤摘要】
一种风机失效下的电-气互联能源系统降风险调度方法
本专利技术涉及电-气互联系统控制领域，具体涉及一种风机失效下的电-气互联能源系统降风险调度方法。
技术介绍
在能源危机和环境问题的驱动下，风电等新能源发电快速发展，但受制于出力的波动性，风电消纳困难成为电力及能源领域亟待解决的难题。天然气资源在能源平衡中的作用不断加强，且其具有环保高效、储量丰富等优点，使得燃气发电越来越受到重视。天然气是重要的一次能源，天然气网络与电力网络有相似的能量流形式。随着燃气机组的大规模并网，电力网络和天然气网络联系密切，使得电-气互联能源系统成为能源互联网的基础和过渡。电-气互联能源系统是实现异质能源协调高效利用、促进能源可持续发展的有力平台，也是全球范围内能源利用领域的重要发展趋势。然而，变速恒频风电机组采用电力电子变流器作为并网接口或励磁电源，电力电子设备的脆弱性不仅使得风电机组的故障率大幅提高，电网故障的冲击也极易造成风电机组保护动作甚至脱网，这都会导致风机失效。随着风电装机容量的不断增加，风机失效对电网的影响引起了越来越多的关注，但是受制于电网可控容量和控制响应速度的制约，风机失效造成的电网安全问题本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风机失效下的电‑气互联能源系统降风险调度方法，其特征在于，本方法用于基于燃气机组和电转气装置的含风力发电的电‑气互联能源系统，包括如下步骤：S101、通过监测风电机组的有功、无功功率、机端电压、并网点电压和系统频率求得电网故障引起的风机失效概率λGW，并通过监测风速信息求得机组自身故障引起的风机失效概率λW，基于电网故障引起的风机失效概率λGW和机组自身故障引起的风机失效概率λW计算风机失效总概率；S102、基于风机失效总概率和风机失效后含电转气的电‑气互联能源系统的失负荷量，计算含电转气的电‑气互联能源系统中风机失效的风险指标RiskW；S103、以风机失效的风险指标最小和燃煤机组煤...

【技术特征摘要】
1.一种风机失效下的电-气互联能源系统降风险调度方法，其特征在于，本方法用于基于燃气机组和电转气装置的含风力发电的电-气互联能源系统，包括如下步骤：S101、通过监测风电机组的有功、无功功率、机端电压、并网点电压和系统频率求得电网故障引起的风机失效概率λGW，并通过监测风速信息求得机组自身故障引起的风机失效概率λW，基于电网故障引起的风机失效概率λGW和机组自身故障引起的风机失效概率λW计算风机失效总概率；S102、基于风机失效总概率和风机失效后含电转气的电-气互联能源系统的失负荷量，计算含电转气的电-气互联能源系统中风机失效的风险指标RiskW；S103、以风机失效的风险指标最小和燃煤机组煤耗成本最小为目标，建立含电转气的电-气互联能源系统风机失效的降风险调度模型；S104、将风机失效总概率、风机失效后系统中风电场的有功出力、系统负荷值输入含电转气的电-气互联能源系统风机失效的降风险调度模型，求解含电转气的电-气互联能源系统风机失效的降风险调度模型，确定各发电机组出力并将其作为调度指令对电转气的电-气互联能源系统进行调度。2.如权利要求1所述的一种风机失效下的电-气互联能源系统降风险调度方法，其特征在于，步骤S101中，利用下式计算风机自身故障引起的风机失效概率λW：其中，ΔλW是风速增大导致的风机故障率增量；λmax是切出风速vco对应的风机故障率；λmin是切入风速vci对应的风机故障率；kW是与切入风速及切出风速相关的常数，3.如权利要求1所述的一种风机失效下的电-气互联能源系统降风险调度方法，其特征在于，步骤S102中，风机失效的风险指标RiskW按下式计算：RiskW＝(λGW+λW)PW.dis其中，PW.dis为风机失效后含电转气的电-气互联能源系统的失负荷量；风机失效后含电转气的电-气互联能源系统的失负荷量PW.dis按下式计算：PW.dis＝PG+PGT+PW.dam-PP2G-PL其中，PG为风机失效后含电转气的电-气互联能源系统中燃煤机组的有功出力；PGT为风机失效后含电转气的电-气互联能源系统中燃气机组的有功出力；PP2G为风机失效后含电转气的电-气互联能源系统中P2G装置消耗的有功功率；PW.dam为风机失效后系统中风电场的有功出力；风机失效后含电转气的电-气互联能源系统中燃气机组的有功出力PGT的数学模型如下：其中，j＝1,2,…,NGT，NGT为含电转气的电-气互联能源系统中燃煤机组数目；φGT.j、FGT.j分别为与第j个燃气机组的转换效率和消耗的天然气量；风机失效后含电转气的电-气互联能源系统中风电场的有功出力PW.dam的计算公式如下：PW.dam＝PW-P∑.dam式中，且其中，k＝1,2,…,NW，NW为含电转气的电-气互联能源系统中风电机组数目；PW为正常运行时所有风电场的有功出力；nW.k为第k个风电场中风电机组的数目；Pwt.k为第k个风电场中一台风电机组输出的有功功率；vW.k为第k个风电场的风速；vci、vcr、vco分别为风电机组的切入风速、额定风速和切出风速；Pwt.N为风电机组的额定功率；P∑·dam为所有失效的风电机组正常运行时的有功出力，nGW.k.dam为第k个风电场中由于电网故障引起的失效的风电机组数目；nwt.k.dam为第k个风电场由于风机自身故障引起的失效的风电机组数目；风机失效后含电转气的电-气互联能源系统中与第i个风电场联合运行的P2G装置的燃气输出量与其消耗的有功功率PP2G.i有关，数学模型如下：其中，φP2G.i为与第i个风电场联合运行的P2G装置的转换效率；Hg为天然气热值；ΔPW.i为第i个风电场的弃风功率，风机失效后含电转气的电-气互联能源系统中P2G装置消耗的有功功率4.如权利要求1所述的一种风机失效下的电-气互联能源系统降风险调度方法，其特征在于，步骤S103中，含电转气的电-气互联能源系统风机失效的降风险调度模...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳金鑫，袁毅峰，龙晓轩，李梦阳，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50