(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210887009.3 (22)申请日 2022.07.26 (71)申请人 华北电力大 学 地址 102206 北京市昌平区朱辛庄北农路2 号 申请人 国网冀北电力有限公司 (72)发明人 加鹤萍　刘敦楠　李彦斌　王宣元　 刘明光　李根柱　许小峰　刘蓁　 宁卜　 (74)专利代理 机构 北京盛询知识产权代理有限 公司 11901 专利代理师 刘静 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01)G06F 30/20(2020.01) G06F 111/08(2020.01) G06F 113/06(2020.01) (54)发明名称 一种虚拟电厂运行风险分析方法及装置 (57)摘要 本发明涉及一种虚拟电厂运行风险分析方 法及装置， 方法包括： 建立风机出力的多状态模 型， 基于风机出力的多状态模型， 分析风速对风 机故障率的影 响， 建立考虑风机时变故障率的风 机失效模型； 基于风机出力的多状态模型以及考 虑风机时变故障率的风机失效模 型， 通过改进的 通用生成函数方法， 建立考虑风速与风机时变故 障率的风机出力多状态模型； 基于考虑风速与风 机时变故障率的风机出力多状态模 型， 建立虚拟 电厂多状态出力模型； 通过虚拟电厂多状态出力 模型， 计算虚拟电厂运行风险指标。 本发明提高 了由分布式风电构成的虚拟电厂运行风险评估 的准确性和可靠性。 权利要求书4页 说明书10页 附图2页 CN 115358531 A 2022.11.18 CN 115358531 A 1.一种虚拟电厂运行风险分析 方法， 其特 征在于， 包括： 建立风机出力的多状态模型， 基于所述风机出力的多状态模型， 分析风速对风机故障 率的影响， 建立 考虑风机时变故障率的风机失效模型； 基于所述风机出力的多状态模型以及所述考虑风机时变故障率的风机失效模型， 通过 改进的通用生成函数 方法， 建立 考虑风速与风机时变故障率的风机出力多状态模型； 基于所述考虑风速与风机时变故障率的风机出力多状态模型， 建立虚拟电厂多状态出 力模型； 通过所述虚拟电厂多状态出力模型， 计算虚拟电厂运行风险指标， 完成对电厂运行风 险的分析。 2.根据权利要求1所述的虚拟电厂运行风险分析方法， 其特征在于， 建立所述风机出力 的多状态模型， 包括： 在不考虑风机故障的情况下， 分析风速对风机出力的关系； 基于所述风速对风机出力 的关系， 构建所述风机出力的多状态模型， 将风速s(t)离散为Ks个状态， 采用马尔可夫过程 对风机出力进行建模， 将 离散为Ks个状态， 得到第ks个状态的风机出力为 的时 变概率值qi,k(t)， 利用改进的通用生成函数 方法， 建立所述 风机出力的多状态模型。 3.根据权利要求2所述的虚拟电厂运行风险分析方法， 其特征在于， 所述风速对风机出 力的关系为： 式中， t表示时间， i表示风机的编号， 表示t时刻在风速s(t )下风机i的出力， 分别表示风机i的切入风速、 额定风速和切出风速， 表示风机i的额定 功率； ai、 bi分别为风机的出力与风速的关系 系数， 其中， 所述第ks个状态的风机出力为 的时变概 率值qi,k(t)为： 其中， 为风机出力由第ks个状态转移到第ls个状态的状态转移率， qi,k(t0)为风机i 在t0时刻时风机出力为第ks个状态的时变概率值， qi,l(t0)为风机i在t0时刻时风机出力为 第ls个状态的时变概 率值， qi,l(t)为风机i在t时刻时风机出力为状态l的时变概 率值； 所述风机出力的多状态模型为：权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115358531 A 2式中， 表示不考虑风机故障下风机i出力的改进通用生成函数表示方法， z表示 随机变量状态值， 表示风机i的出力值 为 4.根据权利要求1所述的虚拟电厂运行风险分析方法， 其特征在于， 建立所述考虑风机 时变故障率的风机失效模型包括： 分析风速对风机故障率的影响， 建立 风机时变故障率模型： λi(t)＝ λi,0+λi,s(t) 式中， λi(t)表示t时刻风机i的时变故障率， λi,0表示风机i的基本故障率， λi,s(t)表示t 时刻由风速导 致风机i的可变故障率； 其中， t时刻由风速导 致风机i的可变故障率与风速s(t)之间的关系模型为： 式中， λi,max表示风机i的切出风速 对应的风机故障率， λi,min表示风机i的切入风速 对应的风机故障率， cs表示与切入风速、 切出风速相关的常数。 5.根据权利要求4所述的虚拟电厂运行风险分析方法， 其特征在于， 通过所述多状态模 型描述所述风机在不同风速下 的基本故障率， 并考虑不同风速下风机的可变故障率， 得到 风机失效概 率为： 式中， t为时间， 为t时刻在第ks个风速下风机i 的失效概率， λi,k为t时刻风机i在 第ks个风速下的故障率； 基于所述风机失效概率， 利用改进的通用生成函数方法， 建立第ks个风速状态下风机i 的失效模型： 式中， 表示考虑风速对风机失效概率的影响下风机i失效模型的改进通用生成 函数表示方法， z1表示风机i正常运行， z0表示风机i失效。 6.根据权利要求1所述的虚拟电厂运行风险分析方法， 其特征在于， 所述考虑风速与风 机时变故障率的风机出力多状态模型为：权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115358531 A 3