基于風險價值的大規模風電并網電力系統運行風險評估

張志鵬

摘要：風力發電有著間歇性與波動性的特點，大規模的風電并網存在著一定的安全風險，因此我們迫切的需要一種可以進行根據風電功率的波動而隨之動態風險評估的系統。本文基于風險價值，提供了一種三層遞進式風險評估系統，并詳細介紹了其運行風險評估流程。希望能夠為大規模風電并網風險評估提供一定的借鑒與參考。

關鍵詞：風電并網;風險評估;系統;流程

1 前言

風力發電由于受到地理位置、天氣等因素的影響，其產出的電力資源具備著較強的間歇性與波動性，大規模的風電進行并網將會對現有的電力系統進行較強的沖擊，造成電力系統的不穩定運行，導致電力系統運行安全無法得到保障[1-2]。因此有必要對大規模風電并網進行安全評估，評估其風險，做出合理的預防措施，提高電力系統的抗風險能力。

大規模的風電并網存在著諸多的風險因素，隨著時代的發展，技術的進步，電力系統的規劃越來越智能，其抗風險的能力逐步增強[3]，但就現階段而言，電力系統關于風電并網的風險評估依然是靜態的，即可以對未來某一時間點進行預測預警，也可以進行周期性的風險預警[4]，但考慮到風電并網有著間歇性和波動性較強的特點，其規律性并不是很強，關于風電并網的風險狀況無法動態性的評估[5]。因此，我們迫切的需要一種可以進行根據風電功率的波動而隨之動態風險評估的系統，從而降低風電并網對整體電力系統帶來的風險水平。

2 基于風險價值的的三層運行風險評估指標

為了實現大規模風電并網對電力系統運行風險進行動態評估，本文提出了一種三層遞進式風險評估系統。其結構圖如圖1所示。

首先進行第一層風險評估，其評估指標主要劃分為切負荷風險指標、線路越線風險指標以及電壓越線風險指標，這些指標都為常見指標，較為基礎，可以將這些指標錄入進行統計，綜合統計其各時刻的評估結果，對各指標進行擬合，得到其概率分布函數。

緊接著進行第二層風險評估，其主要簡歷在第一層風險評估指標之上，并引入了風險價值思想，風險價值主要是為了甄別出電力系統內潛在的最大風險損失，因此在風險價值的背景下，結合第一層評估指標的計算分析結果，第二層的主要評估指標則劃分為了切負荷風險變化指標、線路越線風險變化指標以及電壓越線風險變化指標。

最后進行第三層風險評估，根據第二層評估指標在風險評估中的重要程度設置不同的權重值，隨后對其進行加權計算，這樣就根據第二層的各項風險指標得到了一個綜合性較強的評估指標。

3 基于風險價值的的三層運行風險評估流程

在確立了三層遞進式的運行風險評估系統后，需要確定其運行風險評估流程，其流程圖如圖2所示。

首先要確定整個輸入系統的基本參數，如風場裝機容量等，根據其基本參數確定其運行風險評估周期以及評估時間間隔。隨后確定風電場未來某時段的預測出力，計算元件在待評估時刻t的實時停運概率。緊接著采用非序貫蒙特卡洛仿真進行狀態抽樣，抽取系統狀態。將抽樣的結果進行潮流計算，進而判定線路潮流是否越限，倘若沒有越限，即可進行第一類評估指標LSRI、LORI和VVRI的計算。如果發生了線路潮流越限，則可以采用最優負荷削減模型對負荷進行削減，在完成之后在次判斷切負荷后線路潮流是否越限，倘若削減的很成功，沒有越限，就也可以進行第一類評估指標LSRI、LORI和VVRI的計算;否則就應當重新進行負荷削減。

為了保證系統的平穩運行，在對第一類評估指標計算完成后，可以判斷其是否達到抽樣次數，如果未達到，則繼續進行非序貫蒙特卡洛仿真進行狀態抽樣，一旦達到目標次數，即完成了一個小的循環。在所有的評估時刻都完成評估以后，即可綜合各時刻的風險評估結果，基于VaR理論計算第二類評估指標LSRCI、LORCI和VVRCI，最后根據不同評估結果及其權重值進行加權計算，輸出一個綜合性較強的運行風險指標。

4 結論

風力發電受到環境與氣候的制約，其輸出的電力資源并不穩定，大規模風電并網會對電力系統造成較為劇烈的沖擊，因此對風力發電并網進行評估十分必要。本文提供了一種三層遞進式的運行風險評估系統，并提供了一套完整的風險評估流程，可以根據風電功率的波動進行動態風險評估，從而降低風電并網對整體電力系統帶來的風險水平。

參考文獻

[1]傅質馨，孫寧新，朱俊澎，袁越.基于輸出功率預測的風電機組運行風險度評估[J].電力信息與通信技術，2021，19（05）：14-22.

[2]商皓鈺，劉天琪，卜濤，何川，印月，丁理杰.基于ALARP準則的高比例新能源并網系統日前運行風險評估[J].電力自動化設備，2021，41（03）：196-203.

[3]馬燕峰，楊小款，王子建，董凌，趙書強，蔡永青.基于風險價值的大規模風電并網電力系統運行風險評估[J].電網技術，2021，45（03）：849-855.

[4]邵宇晗，蘇凱森，楊家豪，王紫瑤.含海上風電與多端柔性直流的交直流電網運行風險評估[J].電氣自動化，2019，41（05）：23-26.

[5]劉艷麗， 含大規模風電的輸電系統安全性及運行風險評估技術研究. 天津市，天津大學天津市電力系統仿真控制重點實驗室，2019-03-01.