CN104201673A - 一种新能源发电在线接纳能力评估方法 - Google Patents

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。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。

Description

一种新能源发电在线接纳能力评估方法

技术领域

本发明属于电力系统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，保障电力系统安全稳定的运行，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：

G_i,min(t)≤G_i(t)≤G_i,max(t)  (1)；

-Δ_i≤G_i(t)-G_i(t-1)≤Δ_i  (2)；

$\underset{\‾}{L_i}\left(t\right)\≤L_i\left(t\right)\≤\stackrel{\‾}{L_i}\left(t\right)---\left(3\right);$

G_all(t)+P_x(t)+L_i(t)＝P_l(t)  (4)；

$0\≤P_x\left(t\right)\≤P_x^{*}\left(t\right)---\left(5\right);$

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；G_i(t)为常规机组i在t时段的出力，G_i,min(t)和G_i,max(t)分别为常规机组i在t时段的出力下限和上限；Δ_i为常规机组i爬坡率绝对值限值；和分别表示变压器和断面潮流的上下限；P_x(t)为t时段内新能源发电总出力，L_i(t)为联络线外送功率，G_all(t)为电网内所有常规机组的总功率之和；P_l(t)表示电网内总的电力负荷；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。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，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

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：

G_i,min(t)≤G_i(t)≤G_i,max(t)  (1)；

-Δ_i≤G_i(t)-G_i(t-1)≤Δ_i  (2)；

$\underset{\‾}{L_i}\left(t\right)\≤L_i\left(t\right)\≤\stackrel{\‾}{L_i}\left(t\right)---\left(3\right);$

G_all(t)+P_x(t)+L_i(t)＝P_l(t)  (4)；

$0\≤P_x\left(t\right)\≤P_x^{*}\left(t\right)---\left(5\right);$

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；G_i(t)为常规机组i在t时段的出力，G_i,min(t)和G_i,max(t)分别为常规机组i在t时段的出力下限和上限；Δ_i为常规机组i爬坡率绝对值限值；和分别表示变压器和断面潮流的上下限；P_x(t)为t时段内新能源发电总出力，L_i(t)为联络线外送功率，G_all(t)为电网内所有常规机组的总功率之和；P_l(t)表示电网内总的电力负荷；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：

$F=\max \underset{t=1}{\overset{T}{\mathrm{\Σ}}}\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{P}_x(t,n);$

其中，N表示新能源发电站总数，T表示调度时间的总长度，P_x(t,n)为第n个新能源发电站t时段的出力，P_x(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：

G_i,min(t)≤G_i(t)≤G_i,max(t)  (1)；

-Δ_i≤G_i(t)-G_i(t-1)≤Δ_i  (2)；

$\underset{\‾}{L_i}\left(t\right)\≤L_i\left(t\right)\≤\stackrel{\‾}{L_i}\left(t\right)---\left(3\right);$

G_all(t)+P_x(t)+L_i(t)＝P_l(t)  (4)；

$0\≤P_x\left(t\right)\≤P_x^{*}\left(t\right)---\left(5\right);$

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；G_i(t)为常规机组i在t时段的出力，G_i,min(t)和G_i,max(t)分别为常规机组i在t时段的出力下限和上限；Δ_i为常规机组i爬坡率绝对值限值；和分别表示变压器和断面潮流的上下限；P_x(t)为t时段内新能源发电总出力，L_i(t)为联络线外送功率，G_all(t)为电网内所有常规机组的总功率之和；P_l(t)表示电网内总的电力负荷；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：

$F=\max \underset{t=1}{\overset{T}{\mathrm{\Σ}}}\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{P}_x(t,n);$

其中，N表示新能源发电站总数，T表示调度时间的总长度，P_x(t,n)为第n个新能源发电站t时段的出力，P_x(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。