风电接入电力系统的可靠性挑战与评估进展

本文综述了含风电接入的电力系统可靠性研究，随着可再生能源的发展，风能作为一种清洁、可再生的能源，其大规模接入电力系统的应用日益普及。风力发电的起源可以追溯到20世纪70年代，随着技术进步和环保意识增强，风力发电在全球范围内迅速扩张，已经成为清洁能源的重要组成部分。 风力发电的特点是随机性、间歇性和不可控性，这些特性给电力系统的稳定运行带来了挑战。文章首先介绍了风力发电场的功率建模，这是理解和预测风电出力的基础，通常涉及数学模型如Weibull分布、Logistic分布等来描述风速与发电机出力之间的关系。 其次，风力发电概率指标是衡量风电并网性能的关键，例如风能渗透率、风电功率预测准确度等，它们直接影响电力系统的调度和规划。风电概率指标的研究有助于提高风电的接纳能力和电力系统的运行效率。 接下来，文章详细讨论了风电机组的可靠性评估，包括故障率、维修率、可用度等关键指标，这对于保证风电场的长期稳定运行至关重要。通过建立故障模式和效应分析（FMEA）模型，以及采用统计方法和故障树分析（FTA），评估风电设备的健康状态和潜在风险。 然后，文章深入探讨了考虑风电接入的电力系统可靠性评估，这涉及到电力系统稳定性、电压稳定、频率控制等多个方面。风电的波动性可能引发电力系统的暂态和动态响应问题，因此，需通过电力系统仿真和稳定性分析来评估风电对系统的影响，以及提出相应的控制策略和技术措施。 论文总结了风电接入对电力系统可靠性产生的主要影响，如电网调度难度增加、备用容量需求上升、系统保护设计的复杂性等，并提出了未来研究方向，包括发展更精确的风电功率预测模型、提升风电与常规电源的协调控制能力，以及开发新的故障诊断和预防技术。 最后，关键词部分强调了风力发电、可靠性评估、电力系统和功率建模的重要性，表明了本文的核心研究内容和目标读者群。整体而言，这篇文章为电力系统工程师、政策制定者以及风能行业的研究人员提供了一个全面的框架，以便更好地理解和应对风电接入带来的挑战。