CN106099911A - 一种电网最大风电消纳能力判别方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电网最大风电消纳能力判别方法，涉及电网控制技术领域，对接入电网的最大风电消纳能力理论值分别从静态参数和动态参数进行稳定性和安全性的判别，并确定最大风电消纳能力实际值，判别方法科学有效，适用范围广，有力保障了电网安全、稳定运行。技术方案为：将最大风电消纳能力理论值接入待判别电网；判别待判别电网中各条线路、各个设备静态参数是否稳定；对待判别电网进行动态故障模拟，判别待判别电网中各动态运行参数是否稳定；确定待判别电网最大风电消纳能力实际值。本发明主要用于电网风电消纳能力判别。

Description

一种电网最大风电消纳能力判别方法
技术领域
本发明涉及电网控制技术领域，尤其涉及一种电网最大风电消纳能力判别方法。
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判别方法，即判别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。
现有技术采集电力系统在预设时间段内的电网用电负荷数据，电网机组数据，电力交换数据以及电网风电出力特性数据等，通过相关公式计算获得当前电网最大风电消纳能力值，并将该最大风电消纳能力值直接使用，即直接接入当前电网。
上述将计算获得的当前电网最大风电消纳能力值直接接入当前电网使用，随着并网点风电出力的增大，尤其当超出传输功率极限时，就会造成并网点电压不可控地降低，从而致使电压失稳；当电力系统发生扰动或故障时，各发电机转子相对角、系统频率、关键节点电压等参数会超出各自安全值范围，甚至危及系统的安全运行。
发明内容
本发明提供的一种电网最大风电消纳能力判别方法，对接入电网的最大风电消纳能力理论值分别从静态参数和动态参数进行稳定性和安全性的判别，并确定最大风电消纳能力实际值，判别方法科学有效，适用范围广，有力保障了电网安全、稳定运行。
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最大风电消纳能力判别方法，包括：
将最大风电消纳能力理论值接入待判别电网。
判别待判别电网中各条线路、各个设备静态参数是否稳定。
对待判别电网进行动态故障模拟，判别待判别电网中各动态运行参数是否稳定。
确定待判别电网最大风电消纳能力实际值。
结合上述，判别待判别电网中各线路、各设备静态参数是否稳定，包括：
当待判别电网中各条线路、各个设备均未出现过载现象，则所述静态参数稳定；当待判别电网中某一条或多条线路或某一个或多个设备出现过载现象，则所述静态参数不稳定。
结合上述，对待判别电网进行动态故障模拟，判别待判别电网中各动态运行参数是否稳定，包括：
对待判别电网进行动态故障模拟，当待判别电网中各动态运行参数均未超出各自对应正常工作范围，则所述动态运行参数稳定；当待判别电网中某一个或多个动态运行参数超出其对应正常工作范围，则所述动态运行参数不稳定。
结合上述，所述动态故障模拟选取短路故障模拟、冲击负荷扰动模拟、风机切机故障模拟和风速扰动模拟中的一种或多种。
结合上述，所述动态运行参数包含各发电机组间的功角差、各母线节点的电压、各母线节点的频率和风力发电场的出力。
结合上述，所述风力发电场的出力包含有功出力和无功出力。
结合上述，确定待判别电网最大风电消纳能力实际值，包括：
当所述静态参数和所述动态运行参数均稳定时，确定所述最大风电消纳能力理论值为所述最大风电消纳能力实际值；
当所述静态参数或所述动态运行参数不稳定时，选取计算支路，进行潮流计算，确定所述最大风电消纳能力实际值。
本发明提供的一种电网最大风电消纳能力判别方法，包括：将最大风电消纳能力理论值接入待判别电网；判别待判别电网中各条线路、各个设备静态参数是否稳定；对待判别电网进行动态故障模拟，判别待判别电网中各动态运行参数是否稳定；确定待判别电网最大风电消纳能力实际值，相比于现有技术，本发明对接入电网的最大风电消纳能力理论值分别从静态参数和动态参数进行稳定性和安全性的判别，并确定最大风电消纳能力实际值，判别方法科学有效，适用范围广，有力保障了电网安全、稳定运行。
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最大风电消纳能力判别方法流程示意图；
图2为本发明实施例中待判别电网P-V曲线示意图。
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最大风电消纳能力判别方法，如图1所示，包括：
101、将最大风电消纳能力理论值接入待判别电网。
风电消纳通俗的讲就是通过风力发电，并将所发电能接入电网输送、使用，则最大风电消纳能力就是电网接入、使用风力发电的最大功率。影响风电消纳能力的因素可归为两个方面：一是消纳能力方面，主要包括系统调节能力、电网输电能力等因素；二是消纳水平方面，主要包括风电并网技术性能、风电调度运行水平等因素。本实施例最大风电消纳能力理论值可通过相关计算或建立数学模型等方式获得，本发明对此不作限制，本实施例此处仅以一种计算获得方式为例进行简单说明：
获取待判别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；计算调峰机组的高峰出力值调峰机组的低谷出力值 其中Pauxiliary为自备电源装机容量值；计算调峰机组的最大开机容量值其中Preserve为系统备用容量值；计算调峰机组的最低出力值其中β为待判别电网最低出力系数；计算最大风电消纳能力值
102、判别待判别电网中各条线路、各个设备静态参数是否稳定。
一般的待判别电网中包括多条主干线路和支路、多个设备，如变压器、逆变器等等，当最大风电消纳能力理论值接入待判别电网中时，各条线路、各个设备上均有电压，此时当待判别电网中各条线路、各个设备均未出现过载现象，则所述静态参数稳定；当待判别电网中某一条或多条线路或某一个或多个设备出现过载现象，则所述静态参数不稳定。
103、对待判别电网进行动态故障模拟，判别待判别电网中各动态运行参数是否稳定。
其中，各动态运行参数均有对应正常工作范围，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。本实施例选取短路故障模拟、冲击负荷扰动模拟、风机切机故障模拟和风速扰动模拟这四种动态故障模拟，分别对各发电机组间的功角差、各母线节点的电压、各母线节点的频率和风力发电场的出力进行判别：当待判别电网中各动态运行参数均未超出各自对应正常工作范围，则所述动态运行参数稳定；当待判别电网中某一个或多个动态运行参数超出其对应正常工作范围，则所述动态运行参数不稳定。
104、确定待判别电网最大风电消纳能力实际值。
1041、当所述静态参数和所述动态运行参数均稳定时，确定所述最大风电消纳能力理论值为所述最大风电消纳能力实际值。
1042、当所述静态参数或所述动态运行参数不稳定时，选取计算支路，进行潮流计算，确定所述最大风电消纳能力实际值。
为了降低潮流计算工作量，一般选取传输功率大、与待判别电网联系紧密的支路为计算支路，进行潮流计算。图2为待判别电网P-V曲线图，是选取计算支路通过潮流计算得出的风电场并网母线电压随风电场输出有功功率变化图。由图2可以看出：当接入容量即接入待判别电网的风电消纳能力值达到最大风电消纳能力理论值的90％时，电压达到极大值，则确定最大风电消纳能力实际值＝90％×最大风电消纳能力理论值。
本发明提供的一种电网最大风电消纳能力判别方法，包括：将最大风电消纳能力理论值接入待判别电网；判别待判别电网中各条线路、各个设备静态参数是否稳定；对待判别电网进行动态故障模拟，判别待判别电网中各动态运行参数是否稳定；确定待判别电网最大风电消纳能力实际值，相比于现有技术，本发明对接入电网的最大风电消纳能力理论值分别从静态参数和动态参数进行稳定性和安全性的判别，并确定最大风电消纳能力实际值，判别方法科学有效，适用范围广，有力保障了电网安全、稳定运行。
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 (7)

1.一种电网最大风电消纳能力判别方法，其特征在于，包括：
将最大风电消纳能力理论值接入待判别电网；
判别待判别电网中各条线路、各个设备静态参数是否稳定；
对待判别电网进行动态故障模拟，判别待判别电网中各动态运行参数是否稳定；
确定待判别电网最大风电消纳能力实际值。
2.根据权利要求1所述的电网最大风电消纳能力判别方法，其特征在于，判别待判别电网中各线路、各设备静态参数是否稳定，包括：
当待判别电网中各条线路、各个设备均未出现过载现象，则所述静态参数稳定；当待判别电网中某一条或多条线路或某一个或多个设备出现过载现象，则所述静态参数不稳定。
3.根据权利要求1所述的电网最大风电消纳能力判别方法，其特征在于，对待判别电网进行动态故障模拟，判别待判别电网中各动态运行参数是否稳定，包括：
对待判别电网进行动态故障模拟，当待判别电网中各动态运行参数均未超出各自对应正常工作范围，则所述动态运行参数稳定；当待判别电网中某一个或多个动态运行参数超出其对应正常工作范围，则所述动态运行参数不稳定。
4.根据权利要求1所述的电网最大风电消纳能力判别方法，其特征在于：
所述动态故障模拟选取短路故障模拟、冲击负荷扰动模拟、风机切机故障模拟和风速扰动模拟中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的电网最大风电消纳能力判别方法，其特征在于：
所述动态运行参数包含各发电机组间的功角差、各母线节点的电压、各母线节点的频率和风力发电场的出力。
6.根据权利要求5所述的电网最大风电消纳能力判别方法，其特征在于：
所述风力发电场的所述出力包含有功出力和无功出力。
7.根据权利要求1—3中任一项所述的电网最大风电消纳能力判别方法，其特征在于，确定待判别电网最大风电消纳能力实际值，包括：
当所述静态参数和所述动态运行参数均稳定时，确定所述最大风电消纳能力理论值为所述最大风电消纳能力实际值；
当所述静态参数或所述动态运行参数不稳定时，选取计算支路，进行潮流计算，确定所述最大风电消纳能力实际值。
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