基于通用生成函数的海上风电集电系统可靠性与经济性评估

孙瑞娟; ABEYNAYAKE Gayan; 穆清; 梁军; 王克文; 王要强

doi:10.7500/AEPS20210516007

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基于通用生成函数的海上风电集电系统可靠性与经济性评估

研制与开发 | 更新时间：2025-06-16

- 基于通用生成函数的海上风电集电系统可靠性与经济性评估
- Reliability and Economic Evaluation of Offshore Wind Power Collection System Based on Universal Generating Function
- 电力系统自动化 2022年46卷第5期页码：159-170
- 作者机构：
  
  1.电网安全与节能国家重点实验室(中国电力科学研究院有限公司),北京市 100192
  2.郑州大学电气工程学院,河南省郑州市 450001
  3.卡迪夫大学工程学院,英国卡迪夫 CF24 3AA
- 作者简介：
  
  孙瑞娟(1995—)，女，硕士，主要研究方向：新能源发输电技术。E-mail：sunruijuan_1@163.com
  Gayan ABEYNAYAKE (1986—)，男，博士，主要研究方向：电力电子在电力系统的应用、电力电子的可靠性、可再生能源技术。E-mail：AbeynayakePA@cardiff.ac.uk
  穆清（1983—），男，博士，高级工程师，主要研究方向：高压直流输电和电力电子仿真。E-mail：abel.qing.mu@outlook.com
  梁军(1970—)，男，通信作者，教授，博士生导师，主要研究方向：风力发电及其电网接入、直流输电及直流电网、电力系统稳定与控制。E-mail：LiangJ1@cardiff.ac.uk
- 基金信息：
  
  电网安全与节能国家重点实验室开放基金资助项目(FXB51201901458)
- DOI：10.7500/AEPS20210516007
  中图分类号：
- 收稿：2021-05-16，
  
  修回：2021-10-31，
  
  网络出版：2021-12-27，
  
  纸质出版：2022-03-10
- 稿件说明：
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孙瑞娟,Gayan ABEYNAYAKE,穆清等.基于通用生成函数的海上风电集电系统可靠性与经济性评估[J].电力系统自动化,2022,46(5):159-170.

SUN Ruijuan,ABEYNAYAKE Gayan,MU Qing,et al.Reliability and Economic Evaluation of Offshore Wind Power Collection System Based on Universal Generating Function[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(5):159-170.
孙瑞娟,Gayan ABEYNAYAKE,穆清等.基于通用生成函数的海上风电集电系统可靠性与经济性评估[J].电力系统自动化,2022,46(5):159-170. DOI： 10.7500/AEPS20210516007.

SUN Ruijuan,ABEYNAYAKE Gayan,MU Qing,et al.Reliability and Economic Evaluation of Offshore Wind Power Collection System Based on Universal Generating Function[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(5):159-170. DOI： 10.7500/AEPS20210516007.

摘要

集电系统的可靠性与经济性对整个海上风电场的经济效益和可靠运行有重要影响。在考虑海上风电场集电系统多状态特性的基础上，对交直流集电系统的多种拓扑进行研究，提出了基于通用生成函数的集电系统可靠性评估模型和指标，该方法可以实现多状态系统的有效化简，并建立交直流集电系统经济性评估模型。算例分析以一个装机容量400 MW的大型海上风电场为例，结合拓扑结构、交直流方案和风电机组容量对集电系统可靠性与经济性进行对比。结果表明，交流集电系统的可靠性仍然高于直流集电系统，但直流集电系统一些拓扑结构有成本优势。通过灵敏度分析说明了集电电压对集电系统电缆损耗成本和可靠性的影响。

Abstract

The reliability and economy of the collection system have an important impact on the economic benefit and reliable operation of the entire offshore wind farm. On the basis of considering the multi-state characteristics of offshore wind farm collection systems

the various topologies of AC and DC collection systems are studied

and the reliability evaluation model and indicators of collection systems based on the universal generating function are proposed. This method can realize the effective simplification of the multi-state system

and establish the economic evaluation model of AC and DC collection systems. Taking a large-scale offshore wind farm with an installed capacity of 400 MW as an example

this paper makes comparison of the reliability and economy of the collection systems with the combination of topology

AC and DC schemes and wind turbine capacity. The results show that the reliability of the AC collection system is still higher than that of the DC collection system

but some topologies of the DC collection system have certain cost advantages. The sensitivity analysis illustrates the influence of the collection voltage on the cable loss cost and reliability of the collection system.

关键词

Keywords

references

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