WO2016037303A1 - 一种新能源发电在线接纳能力评估方法 - Google Patents

一种新能源发电在线接纳能力评估方法 Download PDF

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WO2016037303A1 PCT/CN2014/000884 CN2014000884W WO2016037303A1 WO 2016037303 A1 WO2016037303 A1 WO 2016037303A1 CN 2014000884 W CN2014000884 W CN 2014000884W WO 2016037303 A1 WO2016037303 A1 WO 2016037303A1
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Inventor
张爽
田蓓
许晓艳
高峰
黄永宁
蔡乾
马烁
黄越辉
杨雪红
礼晓飞
梁昌波
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国家电网公司
国网宁夏电力公司电力科学研究院
中国电力科学研究院
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks

Definitions

  • the invention belongs to the technical field of power system dispatching automation, and particularly relates to a method for evaluating the online acceptance capability of new energy power generation.
  • One of the objectives of the present invention is to provide a method for evaluating the online acceptance capability of new energy power generation to solve the problem of inaccurate grid acceptance capability for new energy power plants in the prior art.
  • the new energy generation online acceptance capability assessment method includes:
  • the model includes:
  • formula (1) is the conventional unit output force constraint
  • formula (2) is the conventional unit climbing rate constraint
  • formula (3) is the transformer capacity and section flow force constraint
  • formula (4) is the whole network peaking constraint
  • ) is the new energy power generation output constraint
  • G i (t) is the output of the conventional unit i during the t period
  • G i,min (t) and G i,max (t) are the lower limit of the output of the conventional unit i during the t period, respectively.
  • the evaluation model established by the invention not only considers the upper and lower limits of the tie line power, the upper and lower limits of the unit output, but also considers the grid constraints and peak shaving constraints, and calculates the acceptance of each new energy power station with the installed capacity as the maximum limit.
  • the ability meets the policy requirements for full consumption of new energy power generation, on the other hand, it also considers the safety factors of the power grid to ensure the safe and stable operation of the power grid.
  • FIG. 1 is a schematic structural view of an illustrative embodiment of the present invention.
  • the invention provides a method for evaluating the online acceptance capability of new energy power generation.
  • the method first establishes an online energy acceptance assessment model for new energy generation.
  • the goal of the model is to maximize the acceptance of new energy generation in the whole network.
  • the constraints of the model include grid constraints, peak shaving constraints, conventional unit output and climbing rate constraints, and new energy generation.
  • Output constraint; input model calculates the required static data and dynamic data, solves the model, and obtains the maximum operational output of each new energy power station, that is, the acceptance capability evaluation result.
  • the new energy power generation online acceptance capability assessment method fully considers the various constraints of the whole network, and takes the installed capacity as the maximum output limit of the power station. It can reasonably formulate the acceptance capability of each new energy power station, provide a basis for the scheduling plan formulation, and achieve Maximum acceptance of new energy generation purposes.
  • a new energy power generation online acceptance capability evaluation method including the following steps:
  • the model includes:
  • formula (1) is the conventional unit output force constraint
  • formula (2) is the conventional unit climbing rate constraint
  • formula (3) is the transformer capacity and section flow force constraint
  • formula (4) is the whole network peaking constraint
  • ) is the new energy power generation output constraint
  • G i (t) is the output of the conventional unit i during the t period
  • G i,min (t) and G i,max (t) are the lower limit of the output of the conventional unit i during the t period, respectively.
  • the objective function is specifically as follows:
  • N is the total number of new energy power stations
  • T is the total length of the dispatch time
  • P x (t, n) is the output of the nth new energy power station t period
  • P x (t) is the new energy power station t period The output.
  • the conventional unit is a thermal power generating set and/or a hydroelectric generating set.
  • the new energy power plant includes at least a solar photovoltaic power plant and/or a wind farm.
  • the model parameter data includes: conventional unit parameters, grid structure parameters of the grid, transformer capacity of the grid, installed capacity of the new energy power plant, and the like.
  • the model parameter data is static data.
  • the various online data includes: a cross-sectional flow constraint, a bus load, and a conventional unit power-on status code.
  • each online data is dynamic data.
  • the present invention proposes a new energy power online acceptance capability evaluation method considering grid and peak shaving constraints.
  • the method takes the maximum capacity of new energy power generation as the target, considers the grid constraints and peak shaving constraints, and calculates the acceptance capacity of each new energy power station with the installed capacity as the maximum limit.
  • the method satisfies the policy requirements for full consumption of new energy power generation, on the other hand, it also considers the safety factors of the power grid to ensure the safe and stable operation of the power grid.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
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Abstract

一种新能源发电在线接纳能力评估方法,包括:确定目标函数和各种约束函数,并以目标函数和约束函数建立评估模型,通过输入在线数据,计算出每个新能源发电站的电网接纳能力,以及电网消纳所有新能源发电站的能力总和。该评估模型不仅仅考虑联络线功率上下限约束、机组出力上下限约束,还考虑到网架约束和调峰约束,并计算了以装机容量为最高限值的各个新能源发电站接纳能力,一方面满足全额消纳新能源发电的政策要求,另一方面也考虑了电网的安全因素,保证了电网的安全稳定运行。

Description

一种新能源发电在线接纳能力评估方法 技术领域
本发明属于电力***调度自动化技术领域,尤其涉及一种新能源发电在线接纳能力评估方法。
背景技术
伴随着新能源发电的快速和大规模发展,其给电网带来的影响和挑战也日益显著,我国东北、西北等新能源发展规模较大地区已发生因全网调峰、调压或者送出线路阻塞而导致的新能源发电出力受限现象,不利于新能源发电的全额消纳,同时也对电网的安全稳定运行造成影响。因此,电网调度机构需要针对新能源发电的出力特点,将新能源发电纳入全网统一协调的调度运行管理中,而新能源发电接纳能力评估是新能源发电调度运行管理的重要前提。
因此,为了提高电网消纳新能源的能力,保障电力***安全稳定的运行,需要对新能源发电接纳能力进行在线评估,充分考虑电网中各类限制新能源发电消纳的因素,但目前的评估模型根据电网典型运行方式计算,只可用于规划阶段接纳能力的评估,无法基于各种在线动态约束对电网当前的接纳能力进行动态评估。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种新能源发电在线接纳能力评估方法,以解决现有技术中对于新能源发电站的电网接纳能力不准确的问题。
在一些说明性实施例中,所述新能源发电在线接纳能力评估方法,包括:
1)、采集模型参数数据;
2)、以所述采集到的模型参数数据建立接纳能力评估模型;
其中,该模型包括:
目标函数:
约束函数:
Gi,min(t)≤Gi(t)≤Gi,max(t)   (1);
i≤Gi(t)-Gi(t-1)≤Δi   (2);
Figure PCTCN2014000884-appb-000001
Gall(t)+Px(t)+Li(t)=Pl(t)   (4);
Figure PCTCN2014000884-appb-000002
3)、向所述接纳能力评估模型中输入各项在线数据;
4)、通过所述接纳能力评估模型中的目标函数和约束函数,计算出电网接纳各新能源发电站的出力Fi和新能源发电站出力总和F;
其中,式(1)是常规机组出力约束;式(2)是常规机组爬坡率约束;式(3)是变压器容量和断面潮流约束;式(4)是全网调峰约束;式(5)是新能源发电出力约束;Gi(t)为常规机组i在t时段的出力,Gi,min(t)和Gi,max(t)分别为常规机组i在t时段的出力下限和上限;Δi为常规机组i爬坡率绝对值限值;
Figure PCTCN2014000884-appb-000003
Figure PCTCN2014000884-appb-000004
分别表示变压器和断面潮流的上下限;Px(t)为t时段内新能源发电总出力,Li(t)为联络线外送功率,Gall(t)为电网内所有常规机组的总功率之和;Pl(t)表示电网内总的电力负荷;
Figure PCTCN2014000884-appb-000005
为新能源发电站装机容量。
与现有技术相比,本发明的说明性实施例包括以下优点:
本发明建立的评估模型不仅仅考虑联络线功率上下限约束、机组出力上下限约束,还考虑到网架约束和调峰约束,并计算了以装机容量为最高限值的各个新能源发电站接纳能力,一方面满足全额消纳新能源发电的政策要求,另一方面也考虑了电网的安全因素,保证了电网的安全稳定运行。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外,本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图,对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1是按照本发明的说明性实施例的结构示意图;
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明,但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
在以下详细描述中,提出大量特定细节,以便于提供对本发明的透彻理解。但是,本领域的技术人员会理解,即使没有这些特定细节也可实施本发明。在其它情况下,没有详细描述众所周知的方法、过程、组件和电路,以免影响对本发明的理解。
为了更好的理解本发明中的说明性实施例,下面对本发明说明性实施例中的主要思想进行简单说明。
本发明提供了一种新能源发电在线接纳能力评估方法。该方法首先建立新能源发电在线接纳能力评估模型,模型的目标是全网新能源发电接纳能力最大,模型的约束包括网架约束、调峰约束、常规机组出力和爬坡率约束、新能源发电出力约束;输入模型计算所需的静态数据和动态数据,对模型进行求解,得到各个新能源发电站的最大运行出力,即接纳能力评估结果。新能源发电在线接纳能力评估方法充分考虑全网各类约束,并以装机容量作为电站最大出力限值,可合理地制定每个新能源发电站的接纳能力,为调度计划制定提供依据,并达到最大接纳新能源发电的目的。
如图1所示,在一些说明性实施例中,公开了一种新能源发电在线接纳能力评估方法,包括如下步骤:
S11、采集模型参数数据;
S12、以所述采集到的模型参数数据建立接纳能力评估模型;
其中,该模型包括:
目标函数:
约束函数:
Gi,min(t)≤Gi(t)≤Gi,max(t)   (1);
i≤Gi(t)-Gi(t-1)≤Δi   (2);
Figure PCTCN2014000884-appb-000006
Gall(t)+Px(t)+Li(t)=Pl(t)   (4);
Figure PCTCN2014000884-appb-000007
S13、向所述接纳能力评估模型中输入各项在线数据;
S14、通过所述接纳能力评估模型中的目标函数和约束函数,计算出电网接纳各新能源发电站的出力Fi和新能源发电站出力总和F;
其中,式(1)是常规机组出力约束;式(2)是常规机组爬坡率约束;式(3)是变压器容量和断面潮流约束;式(4)是全网调峰约束;式(5)是新能源发电出力约束;Gi(t)为常规机组i在t时段的出力,Gi,min(t)和Gi,max(t)分别为常规机组i在t时段的出力下限和上限;Δi为常规机组i爬坡率绝对值限值;
Figure PCTCN2014000884-appb-000008
Figure PCTCN2014000884-appb-000009
分别表示变压器和断面潮流的上下限;Px(t)为t时段内新能源发电总出力,Li(t)为联络线外送功率,Gall(t)为电网内所有常规机组的总功率之和;Pl(t)表示电网内总的电力负荷;
Figure PCTCN2014000884-appb-000010
为新能源发电站装机容量。
在一些说明性实施例中,目标函数具体为如下所示:
Figure PCTCN2014000884-appb-000011
其中,N表示新能源发电站总数,T表示调度时间的总长度,Px(t,n)为第n个新能源发电站t时段的出力,Px(t)为新能源发电站t时段的出力。
在一些说明性实施例中,所述常规机组为火力发电机组和/或水力发电机组。
在一些说明性实施例中,所述新能源发电站至少包含有太阳能光伏发电站和/或风电场。
在一些说明性实施例中,所述模型参数数据包括:常规机组参数、电网的网架结构参数、电网的变压器容量、新能源发电站装机容量等。其中,所述模型参数数据为静态数据。
在一些说明性实施例中,所述各项在线数据包括:断面潮流约束、母线负荷、常规机组开机状态码。其中,各项在线数据为动态数据。
本发明根据大规模新能源发电纳入调度运行的需求,提出了一种考虑网架和调峰约束的新能源发电在线接纳能力评估方法。该方法以新能源发电接纳能力最大为目标,考虑网架约束和调峰约束,计算了以装机容量为最高限值的各个新能源发电站接纳能力。该方法一方面满足全额消纳新能源发电的政策要求,另一方面也考虑了电网的安全因素,保证了电网的安全稳定运行。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

  1. 一种新能源发电在线接纳能力评估方法,其特征在于,包括:
    1)、采集模型参数数据;
    2)、以所述采集到的模型参数数据建立接纳能力评估模型;
    其中,该模型包括:
    目标函数:
    约束函数:
    Gi,min(t)≤Gi(t)≤Gi,max(t)        (1);
    i≤Gi(t)-Gi(t-1)≤Δi        (2);
    Figure PCTCN2014000884-appb-100001
    Gall(t)+Px(t)+Li(t)=Pl(t)      (4);
    Figure PCTCN2014000884-appb-100002
    3)、向所述接纳能力评估模型中输入各项在线数据;
    4)、通过所述接纳能力评估模型中的目标函数和约束函数,计算出电网接纳各新能源发电站的出力Fi和新能源发电站出力总和F;
    其中,式(1)是常规机组出力约束;式(2)是常规机组爬坡率约束;式(3)是变压器容量和断面潮流约束;式(4)是全网调峰约束;式(5)是新能源发电出力约束;Gi(t)为常规机组i在t时段的出力,Gi,min(t)和Gi,max(t)分别为常规机组i在t时段的出力下限和上限;Δi为常规机组i爬坡率绝对值限值;
    Figure PCTCN2014000884-appb-100003
    Figure PCTCN2014000884-appb-100004
    分别表示变压器和断面潮流的上下限;Px(t)为t时段内新能源发电总出力,Li(t)为联络线外送功率, Gall(t)为电网内所有常规机组的总功率之和;Pl(t)表示电网内总的电力负荷;
    Figure PCTCN2014000884-appb-100005
    为新能源发电站装机容量。
  2. 根据权利要求1所述的新能源发电在线接纳能力评估方法,其特征在于,
    目标函数包括:
    Figure PCTCN2014000884-appb-100006
    其中,N表示新能源发电站总数,T表示调度时间的总长度,Px(t,n)为第n个新能源发电站t时段的出力,Px(t)为新能源发电站t时段的出力。
  3. 根据权利要求1所述的新能源发电在线接纳能力评估方法,其特征在于,所述常规机组为火力发电机组和/或水力发电机组。
  4. 根据权利要求1所述的新能源发电在线接纳能力评估方法,其特征在于,所述新能源发电站至少包含有太阳能光伏发电站和/或风电场。
  5. 根据权利要求1所述的新能源发电在线接纳能力评估方法,其特征在于,所述模型参数数据包括:常规机组参数、电网的网架结构参数、电网的变压器容量、新能源发电站装机容量。
  6. 根据权利要求1所述的新能源发电在线接纳能力评估方法,其特征在于,所述各项在线数据包括:断面潮流约束、母线负荷、常规机组开机状态码。
PCT/CN2014/000884 2014-09-09 2014-09-29 一种新能源发电在线接纳能力评估方法 WO2016037303A1 (zh)

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