CN106099991B - 一种电网风电消纳能力评估方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电网风电消纳能力评估方法，涉及电力电网控制技术领域，方法科学，结果有效，有力保障了电网的稳定性，提高了安全系数。技术方案要点为：获取待评估电网供电负荷和联络线注入数据，确定最大负荷功率值、最小负荷功率值和联络线最大外送功率值；计算调峰机组的高峰出力值和低谷出力值；计算调峰机组的最大开机容量值；计算调峰机组的最低出力值；计算最大风电消纳能力值；评估待评估电网静态参数是否稳定；进行动态故障仿真，评估待评估电网动态参数是否稳定。本发明主要用于电网风电消纳能力评估。

Description

一种电网风电消纳能力评估方法
技术领域
本发明涉及电力电网控制技术领域，尤其涉及一种电网风电消纳能力评估方法。
背景技术
近年来，新能源技术不断发展，伴随着各大风力发电场地纷纷建立，风力发电技术作为其中重要组成部分已日趋成熟。风力发电机组的出力明显异于常规的水力发电或火力发电机组，原因在于风力发电场通常是由多个小额风机组成，整个风力发电场的出力受到风速、风向、尾流效应等多方面因素的影响，即整个风力发电场的出力不能简单地按照多个小额风机组出力的累加处理，除此之外，风电出力还具有很大的波动性。鉴于上述原因，研究一种电网风电消纳能力评估方法，即评估电网接纳风力发电场装机容量，对地区电网乃至整个电网的规划发展具有很大意义。
现有技术一般通过建立风电消纳能力评估模型，配合相关求解方法实现对电网风电消纳能力的评估：首先，在历史风电和负荷数据的基础上，挖掘风电和负荷的随机统计规律，建立风电消纳能力评估模型；再结合实际情况使用相关求解方法，获取电网风电消纳能力值。
上述风电消纳能力评估方法并没有充分考虑风力发电接入对电网***稳定性的影响；也没有分析风力发电接入后电网的静态安全和动态安全，因此获取的电网风电消纳能力值并不准确，有效性差。
发明内容
本发明提供一种电网风电消纳能力评估方法，不仅从电网调峰能力角度科学评估、计算最大风电消纳能力值，而且分别从静态和动态角度对计算所得的最大风电消纳能力值进行稳定性和安全性评估，方法科学，结果有效，有力保障了电网的稳定性，提高了安全系数。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提供一种电网风电消纳能力评估方法，包括：
获取待评估电网供电负荷和联络线注入数据，确定最大负荷功率值PLmax、最小负荷功率值PLmin和联络线最大外送功率值Ptie。
计算待评估电网中调峰机组的高峰出力值和低谷出力值其中所述高峰出力值为所述调峰机组在高峰负荷时的实际出力值，所述低谷出力值为所述调峰机组在低谷负荷时的实际出力值。
根据***备用容量计算所述调峰机组的最大开机容量值
根据待评估电网最低出力系数计算所述调峰机组的最低出力值
计算待评估电网最大风电消纳能力值Pwind。
结合上述，获取待评估电网预设时间段内供电负荷和联络线注入历史数据，确定最大负荷功率值PLmax、最小负荷功率值PLmin和联络线最大外送功率值Ptie。
结合上述，计算所述调峰机组的高峰出力值所述调峰机组的低谷出力值其中Pauxiliary为自备电源装机容量值。
结合上述，计算所述调峰机组的最大开机容量值其中Preserve为***备用容量值。
结合上述，计算所述调峰机组的最低出力值其中β为待评估电网最低出力系数。
结合上述，计算待评估电网最大风电消纳能力值，包括：
计算最大风电消纳能力值
结合上述，进一步的，所述的电网风电消纳能力评估方法，还包括：
将所述最大风电消纳能力值接入待评估电网；
评估待评估电网静态参数是否稳定。
结合上述，若待评估电网中各支路、各变压器均无过载现象出现，则待评估电网静态参数稳定；若待评估电网中出现一条或多条支路过载现象，则待评估电网静态参数稳定；若待评估电网中出现一个或多个变压器过载现象，则待评估电网静态参数不稳定。
结合上述，所述的电网风电消纳能力评估方法，还包括：
进行动态故障仿真，评估待评估电网动态参数是否稳定。
结合上述，进行三相短路故障、冲击负荷扰动、风机切机故障和风速扰动四种动态故障仿真，评估待评估电网中各发电机组间的功角差、各母线节点电压和风力发电场的出力是否稳定。
本发明提供一种电网风电消纳能力评估方法，包括：获取待评估电网供电负荷和联络线注入数据，确定最大负荷功率值、最小负荷功率值和联络线最大外送功率值；计算调峰机组的高峰出力值和低谷出力值；计算调峰机组的最大开机容量值；计算调峰机组的最低出力值；计算最大风电消纳能力值；在N-1约束情形下和无N-1约束情形下，分别评估待评估电网静态参数是否稳定；进行动态故障仿真，评估待评估电网动态参数是否稳定，相比于现有技术，本发明不仅从电网调峰能力角度科学评估、计算最大风电消纳能力值，而且分别从静态和动态角度对计算所得的最大风电消纳能力值进行稳定性和安全性评估，方法科学，结果有效，有力保障了电网的稳定性，提高了安全系数。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，以下将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明实施例中一种电网风电消纳能力评估方法流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
本发明实施例提供一种电网风电消纳能力评估方法，如图1所示，包括：
101、获取待评估电网供电负荷和联络线注入数据，确定最大负荷功率值、最小负荷功率值和联络线最大外送功率值。
其中，获取待评估电网预设时间段内供电负荷和联络线注入历史数据，确定最大负荷功率值PLmax、最小负荷功率值PLmin和联络线最大外送功率值Ptie。预设时间段可根据待评估电网实际情况进行选取，如：一个月，两个月等。
以下将以待评估电网为A城市电网，预设时间段为2016年4月份为例进行简单说明：
例如：获取A城市4月份供电负荷和联络线注入历史数据，确定最大负荷功率值PLmax＝1020MW，最小负荷功率值PLmin＝173.32MW，联络线最大外送功率值Ptie＝-3000MW。
102、计算待评估电网中调峰机组的高峰出力值和低谷出力值；其中所述高峰出力值为所述调峰机组在高峰负荷时的实际出力值，所述低谷出力值为所述调峰机组在低谷负荷时的实际出力值。
在用电高峰期电网往往会超负荷，此时除正常运行的发电机组以外，还需要投入其它发电机组以满足用电高峰期需求，这些发电机组称为调峰机组。
其中，计算调峰机组的高峰出力值所述调峰机组的低谷出力值Pauxiliary为自备电源装机容量值，本实施例以Pauxiliary＝237MW为例结合上述举例进一步说明：
例如：A城市4月份最大负荷功率值PLmax＝1020MW，最小负荷功率值PLmin＝173.32MW，联络线最大外送功率值Ptie＝-3000MW，则调峰机组的高峰出力值低谷出力值
103、根据***备用容量计算所述调峰机组的最大开机容量值。
其中，计算调峰机组的最大开机容量值Preserve为***备用容量值，包括负荷备用、事故备用、检修备用、国民经济备用等，按照相关规定***备用容量值Preserve最小应不低于***最大负荷的20％，本实施例以Preserve＝204MW为例结合上述举例进一步说明：
例如：A城市4月份调峰机组的高峰出力值则调峰机组的最大开机容量值
104、根据待评估电网最低出力系数计算所述调峰机组的最低出力值。
其中，计算调峰机组的最低出力值其中β为待评估电网最低出力系数，通常由电网参数决定，此处以β＝40％为例结合上述举例进一步说明：
例如：A城市4月份调峰机组的高峰出力值则调峰机组的最低出力值
105、计算待评估电网最大风电消纳能力值。
其中，计算最大风电消纳能力值
例如：A城市4月份调峰机组的低谷出力值调峰机组的最低出力值则最大风电消纳能力值
106、将所述最大风电消纳能力值接入待评估电网。
按照计算所得的最大风电消纳能力值接入待评估电网，例如：按照最大风电消纳能力值为1341.52MW接入A城市电网。
107、在N-1约束情形下和无N-1约束情形下，分别评估待评估电网静态参数是否稳定。若待评估电网中各支路、各变压器均无过载现象出现，则待评估电网静态参数稳定；若待评估电网中出现一条或多条支路过载现象，则待评估电网静态参数稳定；若待评估电网中出现一个或多个变压器过载现象，则待评估电网静态参数不稳定。
108、进行动态故障仿真，评估待评估电网各动态参数是否稳定。
其中，进行三相短路故障、冲击负荷扰动、风机切机故障和风速扰动四种动态故障仿真，评估待评估电网中各发电机组间的功角差、各母线节点电压和风力发电场的出力是否稳定。各动态参数均有对应的正常工作范围，依据实际电网参数决定，例如：各母线节点的电压正常工作范围为大于0.85p.u.，且时间小于1s，各母线节点的频率正常工作范围为大于等于49Hz，且越限时间小于1s。当待评估电网中各动态参数均未超出各自对应正常工作范围，则动态参数稳定；当待评估电网中某一个或多个动态参数超出其对应正常工作范围，则动态参数不稳定。
此处需要说明的是：当静态参数或动态参数不稳定时，需对计算所得的最大风电消纳能力值进行调整，直至当接入调整后最大风电消纳能力值时，静态参数和动态参数均稳定。
本发明提供一种电网风电消纳能力评估方法，包括：获取待评估电网供电负荷和联络线注入数据，确定最大负荷功率值、最小负荷功率值和联络线最大外送功率值；计算调峰机组的高峰出力值和低谷出力值；计算调峰机组的最大开机容量值；计算调峰机组的最低出力值；计算最大风电消纳能力值；在N-1约束情形下和无N-1约束情形下，分别评估待评估电网静态参数是否稳定；进行动态故障仿真，评估待评估电网动态参数是否稳定，相比于现有技术，本发明不仅从电网调峰能力角度科学评估、计算最大风电消纳能力值，而且分别从静态和动态角度对计算所得的最大风电消纳能力值进行稳定性和安全性评估，方法科学，结果有效，有力保障了电网的稳定性，提高了安全系数。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种电网风电消纳能力评估方法，其特征在于，包括：
获取待评估电网供电负荷和联络线注入数据，确定最大负荷功率值PLmax、最小负荷功率值PLmin和联络线最大外送功率值Ptie；
计算待评估电网中调峰机组的高峰出力值和低谷出力值其中所述高峰出力值为所述调峰机组在高峰负荷时的实际出力值，所述低谷出力值为所述调峰机组在低谷负荷时的实际出力值；
计算待评估电网中调峰机组的高峰出力值和低谷出力值包括：
计算所述调峰机组的高峰出力值 所述调峰机组的低谷出力值 其中Pauxiliary为自备电源装机容量值；根据***备用容量计算所述调峰机组的最大开机容量值
根据***备用容量计算所述调峰机组的最大开机容量值包括：
计算所述调峰机组的最大开机容量值 其中Preserve为***备用容量值；
根据待评估电网最低出力系数计算所述调峰机组的最低出力值
根据待评估电网最低出力系数计算所述调峰机组的最低出力值包括：
计算所述调峰机组的最低出力值 其中β为待评估电网最低出力系数；
计算待评估电网最大风电消纳能力值Pwind；
计算待评估电网最大风电消纳能力值Pwind，包括：
计算最大风电消纳能力值Pwind：
2.根据权利要求1所述的电网风电消纳能力评估方法，其特征在于：
获取待评估电网预设时间段内供电负荷和联络线注入历史数据，确定最大负荷功率值PLmax、最小负荷功率值PLmin和联络线最大外送功率值Ptie。
3.根据权利要求1所述的电网风电消纳能力评估方法，其特征在于，还包括：
将所述最大风电消纳能力值接入待评估电网；
评估待评估电网静态参数是否稳定。
4.根据权利要求3所述的电网风电消纳能力评估方法，其特征在于，评估待评估电网静态电压是否稳定，包括：
若待评估电网中各支路、各变压器均无过载现象出现，则待评估电网静态参数稳定；若待评估电网中出现一条或多条支路过载现象，则待评估电网静态参数稳定；若待评估电网中出现一个或多个变压器过载现象，则待评估电网静态参数不稳定。
5.根据权利要求3所述的电网风电消纳能力评估方法，其特征在于，还包括：进行动态故障仿真，评估待评估电网动态参数是否稳定。
6.根据权利要求5所述的电网风电消纳能力评估方法，其特征在于：进行三相短路故障、冲击负荷扰动、风机切机故障和风速扰动四种动态故障仿真，评估待评估电网中各发电机组间的功角差、各母线节点电压和风力发电场的出力是否稳定。
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