CN106356897B - 一种风电接纳能力动态评估方法 - Google Patents

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Abstract

一种风电接纳能力动态评估方法，属于风电网接纳风电能力领域。为了解决现有保障电网安全稳定的同时，进一步增加风电的接纳能力的问题。该方法包括如下步骤：应用量测系统获得各时刻电网系统的风电上网功率，对各时刻所对应的风电上网功率的点值进行描点，绘制电网系统实时风电上网功率曲线；根据电网的调峰容量Pel，获得电网的调峰裕度PYU；根据电网的调峰裕度PYU，获得电网最大接纳风电能力PAD；根据电网最大接纳风电能力PAD和电网系统实时风电上网功率曲线，获得风电接纳能力实时评价指数ζ；根据风电接纳能力实时评价指数ζ对电网风电接纳能力进行动态评估，从而完成对电网风电接纳能力动态评估。用于对电网风电接纳能力进行评价。

Description

一种风电接纳能力动态评估方法
技术领域
本发明属于风电网接纳风电能力领域。
背景技术
当前，风电、光伏发电等可再生能源发展迅猛，一方面可缓解化石能源危机、减少碳排放，另一方面也给电网安全稳定运行带来一定影响。对电网中风电出力进行合理评估，能够在保障电网安全稳定的同时，进一步增加风电的接纳。
发明内容
本发明是为了解决现有保障电网安全稳定的同时，进一步增加风电的接纳能力的问题，本发明提供了一种风电接纳能力动态评估方法。
一种风电接纳能力动态评估方法，该方法包括如下步骤：
步骤一，应用量测系统获得各时刻电网系统的风电上网功率，对各时刻所对应的风电上网功率的点值进行描点，绘制电网系统实时风电上网功率曲线；
步骤二，根据电网的调峰容量Pel，获得电网的调峰裕度PYU；
步骤三，根据电网的调峰裕度PYU，获得电网最大接纳风电能力PAD；
步骤四，根据电网最大接纳风电能力PAD和电网系统实时风电上网功率曲线，获得风电接纳能力实时评价指数ζ；
步骤五，根据风电接纳能力实时评价指数ζ对电网风电接纳能力进行动态评估，从而完成对电网风电接纳能力动态评估。
所述的应用量测系统获得各时刻电网系统的风电上网功率，对各时刻所对应的风电上网功率的点值进行描点，绘制电网系统实时风电上网功率曲线的具体步骤为：
在电网系统中的每个发电场上网关口都装有量测系统，每隔15分钟通过量测系统采集数据一次，并根据采集的数据获得风电上网功率的点值集合，根据风电上网功率的点值集合描绘风电上网功率曲线，从而获得电网系统实时风电上网功率曲线。
所述电网的调峰容量Pel采用如下公式实现：
式中：Pel为电网某一时刻的调峰容量值；
PGN为电网所有已开机发电机的最大发电功率；
PGL为电网某一个时段所需的发电功率；
PSPM为电网最大供电负荷；
Pre为电网中发电机的备用容量；
PL.max为电网某一时段的最大负荷；
PT.max为电网某一时段的最大外送功率；
KLoss为电网的线损率；
KGen为电网发电机的厂用电率。
所述的电网的调峰裕度PYU包括向上调峰裕度PYU+和向下调峰裕度PYU_，其中，
PYU+＝Pel (公式二)，
PYU_＝PGN.min-PSPM (公式三)，
PGN.min为电网所有已开机发电机的最小稳燃发电功率。
所述的电网最大接纳风电能力PAD包括向上最大调峰能力PAD+和向下最大调峰能力PAD-，其中，
PAD+＝PYU++Psolar (公式四)，
PAD-＝PYU- (公式五)，
Psolar为光伏发电功率，N为电网中变电站个数；M为与第i个变电站连接的光伏电站个数，i为整数；Pi,j为变电站的实时功率；λ为配置储能装置后的风光互补系数。
所述的步骤四中，根据电网最大接纳风电能力PAD和电网系统实时风电上网功率曲线，获得风电接纳能力实时评价指数ζ的获得过程为：
当某时刻处于6点至20点之间时，在电网系统实时风电上网功率曲线上查找出该时刻所对应的风电上网功率，利用公式获得风电接纳能力实时评价指数ζ；
某时刻处于21点至5点之间，在电网系统实时风电上网功率曲线上查找出该时刻所对应的风电上网功率，利用公式获得风电接纳能力实时评价指数ζ；
其中，Pwind为风电功率上网曲线获得某一时刻的风电上网功率。
根据风电接纳能力实时评价指数ζ对电网风电接纳能力进行动态评估的具体过程为：
当ζ≥1时，表明电网此时的风电上网功率已经超过最大接纳能力，此时电网系统存在安全稳定问题，
如果ζ<1，表明此时电网系统安全。
所述的λ的取值为：
所述的量测系统为量测计。
所述的KLoss的取值为6％，KGen的取值范围为8％至10％。
本发明带来的有益效果是，本发明提出了一种风电接纳能力动态评估方法，可以实时快速地计算风电接纳能力的动态评价指标，既能求得电网接纳风电的剩余空间，也可获得风电出力的季节特性。
附图说明
图1为本发明所述的一种风电接纳能力动态评估方法的流程图；
图2为日风电上网功率的曲线图。附图标记1表示昨日，附图标记2表示今日。
具体实施方式
具体实施方式一：参见图1说明本实施方式，本实施方式所述的一种风电接纳能力动态评估方法，该方法包括如下步骤：
步骤一，应用量测系统获得各时刻电网系统的风电上网功率，对各时刻所对应的风电上网功率的点值进行描点，绘制电网系统实时风电上网功率曲线；
步骤二，根据电网的调峰容量Pel，获得电网的调峰裕度PYU；
步骤三，根据电网的调峰裕度PYU，获得电网最大接纳风电能力PAD；
步骤四，根据电网最大接纳风电能力PAD和电网系统实时风电上网功率曲线，获得风电接纳能力实时评价指数ζ；
步骤五，根据风电接纳能力实时评价指数ζ对电网风电接纳能力进行动态评估，从而完成对电网风电接纳能力动态评估。
本实施方式，本发明方法首先从量测系统获得各时刻电网系统的风电上网功率，然后依次计算电网的调峰容量Pel、调峰裕度PYU、考虑光伏发电后的电网调峰裕度以及最大接纳风电能力PAD，最终通过计算得到动态评价指标。可以实时快速地计算风电接纳能力的动态评价指标，既能求得电网接纳风电的剩余空间，也可通过统计一段时间内的风电接纳能力实时评价指数ζ，来用于评价也风电出力的季节特性。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一所述的一种风电接纳能力动态评估方法的区别在于，所述的应用量测系统获得各时刻电网系统的风电上网功率，对各时刻所对应的风电上网功率的点值进行描点，绘制电网系统实时风电上网功率曲线的具体步骤为：
在电网系统中的每个发电场上网关口都装有量测系统，每隔15分钟通过量测系统采集数据一次，并根据采集的数据获得风电上网功率的点值集合，根据风电上网功率的点值集合描绘风电上网功率曲线，从而获得电网系统实时风电上网功率曲线。
本实施方式，网在每个发电场上网关口都装有量测系统，每隔15分钟采集数据一次。这样整个电网的风电上网功率可通过量测计算获取，每隔15分钟一个点，每日为96点，逐点描绘曲线就可获得日风电上网功率的曲线，见图2所示。这样当日所有时刻的风电上网功率都可从该曲线获得，例如图中13:40时刻，风电上网功率为2184.26兆瓦。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一所述的一种风电接纳能力动态评估方法的区别在于，所述电网的调峰容量Pel采用如下公式实现：
式中：Pel为电网某一时刻的调峰容量值；
PGN为电网所有已开机发电机的最大发电功率；
PGL为电网某一个时段所需的发电功率；
PSPM为电网最大供电负荷；
Pre为电网中发电机的备用容量；
PL.max为电网某一时段的最大负荷；
PT.max为电网某一时段的最大外送功率；
KLoss为电网的线损率；
KGen为电网发电机的厂用电率。
本实施方式中，PL.max和PT.max可通过电网的量测系统获得。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式三所述的一种风电接纳能力动态评估方法的区别在于，所述的电网的调峰裕度PYU包括向上调峰裕度PYU+和向下调峰裕度PYU_，其中，
PYU+＝Pel (公式二)，
PYU_＝PGN.min-PSPM (公式三)，
PGN.min为电网所有已开机发电机的最小稳燃发电功率。
本实施方式，当计算电网的调峰裕度PYU时，分为两种情况：向上调峰裕度PYU+、向下调峰裕度PYU_。计算向上调峰裕度PYU+时，要考虑到负荷持续增加时，电网的最大负荷承受能力，即不能超过电网中发电机的最大发电功率。
计算向下调峰裕度PYU_时，需要考虑负荷持续降低时，由于每台发电机的可燃稳定功率限制，不能超过电网中发电机的最低发电功率，这种情况在中国北方冬季经常出现，也是影响风电消纳的最直接因素。PGN.min取值按行业标准取值。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式四所述的一种风电接纳能力动态评估方法的区别在于，所述的电网最大接纳风电能力PAD包括向上最大调峰能力PAD+和向下最大调峰能力PAD-，其中，
PAD+＝PYU++Psolar (公式四)，
PAD-＝PYU- (公式五)，
Psolar为光伏发电功率，N为电网中变电站个数；M为与第i个变电站连接的光伏电站个数，i为整数；Pi,j为变电站的实时功率；λ为配置储能装置后的风光互补系数。
本实施方式，考虑光伏发电对调峰裕度PYU的影响。目前电网中，光伏发电的比例越来越高，光伏发电受天气影响比较大，并且主要是白天发电，因此只考虑它对向上调峰裕度的影响。
向上最大调峰能力PAD+，主要考虑系统的最大负荷，常规机组最大出力以及光伏发电能力和储能装置容量，
向下最大调峰能力PAD-，主要是考虑系统常规机组的最小稳燃功率，特别是供热机组占比较高的北方。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式五所述的一种风电接纳能力动态评估方法的区别在于，步骤四，根据电网最大接纳风电能力PAD和电网系统实时风电上网功率曲线，获得风电接纳能力实时评价指数ζ的获得过程为：
当某时刻处于6点至20点之间时，在电网系统实时风电上网功率曲线上查找出该时刻所对应的风电上网功率，利用公式获得风电接纳能力实时评价指数ζ；
某时刻处于21点至5点之间，在电网系统实时风电上网功率曲线上查找出该时刻所对应的风电上网功率，利用公式获得风电接纳能力实时评价指数ζ；
其中，Pwind为风电功率上网曲线获得某一时刻的风电上网功率。
本实施方式，风电接纳能力实时评价指数计算。通过观察电网日负荷曲线图2，可发现6点至20点，负荷逐渐增加，并在下午达到日负荷的最大值，此时影响风电接纳的主要因素是电网的最大负荷、常规机组的最大出力，光伏发电的出力以及储能装置的出力；而21时至次日5时，此时电网负荷处于低谷，大多数常规机组都是少发状态，影响电网接纳风电的最主要因素是常规火电机组的最小稳燃功率。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一所述的一种风电接纳能力动态评估方法的区别在于，所述步骤五中，根据风电接纳能力实时评价指数ζ对电网风电接纳能力进行动态评估的具体过程为：
当ζ≥1时，表明电网此时的风电上网功率已经超过最大接纳能力，此时电网系统存在安全稳定问题，
如果ζ<1，表明此时电网系统安全。
本实施方式中，如果ζ<1，表明此时电网此时是安全的，数值距离1越远，表示接纳风电空间越大。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式五所述的一种风电接纳能力动态评估方法的区别在于，所述的λ的取值为：
本实施方式中，电网中的储能装置一般都是选取光伏装机容量的5％、10％、15％进行配置。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一所述的一种风电接纳能力动态评估方法的区别在于，所述的量测系统为量测计。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式三所述的一种风电接纳能力动态评估方法的区别在于，所述的KLoss的取值为6％，KGen的取值范围为8％至10％。
本发明所述一种风电接纳能力动态评估方法不局限于上述各实施方式所记载的具体方法，还可以是上述各实施方式所记载的技术特征的合理组合。

Claims (6)

1.一种风电接纳能力动态评估方法，该方法包括如下步骤：
步骤一，应用量测系统获得各时刻电网系统的风电上网功率，对各时刻所对应的风电上网功率的点值进行描点，绘制电网系统实时风电上网功率曲线；
步骤二，根据电网的调峰容量Pel，获得电网的调峰裕度PYU；
所述电网的调峰容量Pel采用如下公式实现：
式中：Pel为电网某一时刻的调峰容量值；
PGN为电网所有已开机发电机的最大发电功率；
PGL为电网某一个时段所需的发电功率；
PSPM为电网最大供电负荷；
Pre为电网中发电机的备用容量；
PL.max为电网某一时段的最大负荷；
PT.max为电网某一时段的最大外送功率；
KLoss为电网的线损率；
KGen为电网发电机的厂用电率；
步骤三，根据电网的调峰裕度PYU，获得电网最大接纳风电能力PAD；
所述的电网的调峰裕度PYU包括向上调峰裕度PYU+和向下调峰裕度PYU_，其中，
PYU+＝Pel (公式二)，
PYU_＝PGN.min-PSPM (公式三)，
PGN.min为电网所有已开机发电机的最小稳燃发电功率；
步骤四，根据电网最大接纳风电能力PAD和电网系统实时风电上网功率曲线，获得风电接纳能力实时评价指数ζ；
所述的电网最大接纳风电能力PAD包括向上最大调峰能力PAD+和向下最大调峰能力PAD-，其中，
PAD+＝PYU++Psolar (公式四)，
PAD-＝PYU- (公式五)，
Psolar为光伏发电功率，N为电网中变电站个数；M为与第i个变电站连接的光伏电站个数，i为整数；Pi,j为变电站的实时功率；λ为配置储能装置后的风光互补系数；
步骤五，根据风电接纳能力实时评价指数ζ对电网风电接纳能力进行动态评估，从而完成对电网风电接纳能力动态评估；
其特征在于，
步骤四，根据电网最大接纳风电能力PAD和电网系统实时风电上网功率曲线，获得风电接纳能力实时评价指数ζ的获得过程为：
当某时刻处于6点至20点之间时，在电网系统实时风电上网功率曲线上查找出该时刻所对应的风电上网功率，利用公式获得风电接纳能力实时评价指数ζ；
某时刻处于21点至5点之间，在电网系统实时风电上网功率曲线上查找出该时刻所对应的风电上网功率，利用公式获得风电接纳能力实时评价指数ζ；
其中，Pwind为风电功率上网曲线获得某一时刻的风电上网功率。
2.根据权利要求1所述的一种风电接纳能力动态评估方法，其特征在于，所述的应用量测系统获得各时刻电网系统的风电上网功率，对各时刻所对应的风电上网功率的点值进行描点，绘制电网系统实时风电上网功率曲线的具体步骤为：
在电网系统中的每个发电场上网关口都装有量测系统，每隔15分钟通过量测系统采集数据一次，并根据采集的数据获得风电上网功率的点值集合，根据风电上网功率的点值集合描绘风电上网功率曲线，从而获得电网系统实时风电上网功率曲线。
3.根据权利要求1所述的一种风电接纳能力动态评估方法，其特征在于，所述步骤五中，根据风电接纳能力实时评价指数ζ对电网风电接纳能力进行动态评估的具体过程为：
当ζ≥1时，表明电网此时的风电上网功率已经超过最大接纳能力，此时电网系统存在安全稳定问题，
如果ζ＜1，表明此时电网系统安全。
4.根据权利要求1所述的一种风电接纳能力动态评估方法，其特征在于，所述的λ的取值为：
5.根据权利要求1所述的一种风电接纳能力动态评估方法，其特征在于，所述的量测系统为量测计。
6.根据权利要求1所述的一种风电接纳能力动态评估方法，其特征在于，所述的KLoss的取值为6％，KGen的取值范围为8％至10％。
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