CN107623335B - 基于优先调度的可再生能源消纳能力分析计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于优先调度的可再生能源消纳能力分析计算方法，包括以下步骤：（1）构建电网分析模型；（2）拟合发电计划和负荷预测数据；（3）拟合停电计划数据；（4）仿真计算；（5）核查可再生能源消纳情况；（6）调整可再生能源发电计划；（7）实现可再生能源消纳能力最优。本发明实现了可再生能源消纳能力分析计算进入精细化阶段，以可再生能源全消纳方式在调度和编制发电计划，提出一套切实可行的智能化的可再生能源消纳能力分析计算方法，可适应未来可再生能源互联发展的需要。

Description

基于优先调度的可再生能源消纳能力分析计算方法

技术领域

本发明涉及电力系统及其自动化技术领域，具体来说是一种基于优先调度的可再生能源消纳能力分析计算方法。

背景技术

要实现能源的可持续发展，就要求大力发展清洁能源，开辟安全、清洁、高效的能源可持续发展之路，全球能源互联网理念由此应运而生。全球能源互联网是坚强智能电网发展的高级阶段，核心是以清洁能源为主导，以特高压电网为骨干网架，各国各洲电网广泛互联，能源资源全球配置，各级电网协调发展，各类电源和用户灵活接入的坚强智能电网，功能是将风能、太阳能、海洋能等可再生能源输送到各类用户。能源互联网发展势必促进可再生能源发展，对可再生能源消纳能力分析计算的研究将是一项未来长久探讨的问题。

同时国家层面上在可再生能源建设和发展方面出台了多项扶持政策。为提升电力系统调峰能力，有效缓解弃水、弃风、弃光，促进可再生能源消纳，国家发展改革委、国家能源局联合印发了关于《可再生能源调峰机组优先发电试行办法》的通知，明确给出了可再生能源调峰机组优先调度管理办法，按照“谁调峰、谁受益”原则，建立调峰机组激励机制，同时要求各省（区、市）结合可再生能源建设规模、消纳情况、电源结构和负荷特性，安排一定规模煤电机组为可再生能源调峰。

目前，各省（区、市）虽然已经安排一定规模煤电机组为可再生能源调峰，以促进可再生能源消纳，而在实际发电计划编制和对可再生能源消纳能力精细化分析计算方面缺乏有效技术支撑，目前是以可再生能源全消纳方式在调度和编制发电计划，但是随着大规模可再生能源集中并网，可再生能源消纳能力分析计算将进入精细化阶段，亟需提出一套切实可行的智能化的可再生能源消纳能力分析计算方法，以适应未来可再生能源互联发展的需要。

发明内容

本发明公开了一种基于优先调度的可再生能源消纳能力分析计算方法，该方法不仅提升了可再生能源消纳能力，实现了可再生能源消纳能力的最大化，也可有效提升可再生能源发电计划智能化编制水平。

本发明是通过以下步骤实现的：

（1）构建电网分析模型：从电力调度技术支持系统的数据采集与监视控制，和高级应用模块中自动获取电网一次设备拓扑、参数和设备模型数据，基于设备拓扑关系通过计算机图论算法自动组装构建出电网分析模型；

（2）拟合发电计划和负荷预测数据：从电力调度技术支持系统的调度管理系统模块中获取机组发电计划和母线负荷预测数据，以机组为单位将发电计划数据与电网分析模型进行拟合，在电网分析模型中填入机组出力等数据，其中若机组无发电计划，则将电网分析模型中机组状态置为停运；以母线为单位将负荷预测数据与电网分析模型进行拟合，在电网分析模型中填入母线下挂的负荷数据，包括有功、无功；

（3）拟合停电计划数据：从电力调度技术支持系统的调度管理系统模块中自动获取电网停电计划数据，提取电网停电设备、停电工期等数据，按设备批准开、完工时间分别对应设备当时刻运行、停运状态，与电网分析模型进行拟合置设备投停状态，并对每点电网分析模型进行联通判断，确保是否存在孤网运行设备在分析模型中，若存在孤网且孤网存在电源，则保留该孤网模型，若无电源，则置停运状态；

（4）仿真计算：根据（3）中构建电网分析模型，通过电力系统常用分析软件进行批量连续计算，并对计算结果进行解析，给出每时刻电网仿真安全稳定情况，如果不满足电网安全运行要求，则需要直接调整发电计划；若满足安全运行要求，则构建出每个可再生能源电厂连续发电曲线和其入网相关输电线路连续潮流曲线数据；

（5）核查可再生能源消纳情况：根据（4）中计算解析结果，根据输电线路控制限额、机组额定容量为判断约束条件，计算出可再生能源电厂每时刻可消纳最大出力，并与发电计划出力相比求差值，基于优先调度消纳可再生能源目标计算出每时刻可再生能源电厂是否存在出力需要调整；

（6）调整可再生能源发电计划：在（5）基础上，如果存在可再生能源电厂发电计划需要调整，则根据每时刻计算出调整裕度对可再生能源电厂发电计划进行调整，同时对根据事前安排好一定规模煤电机组发电计划进行相应调整，对调整好电网分析模型进行仿真计算，直至无需要调整发电计划为止；

（7）实现可再生能源消纳能力最优：在（5）基础上，如果不存在可再生能源电厂发电计划需要调整，则形成最优可再生能源发电计划，从而实现可再生能源消纳能力最优。

基于优先调度的可再生能源消纳能力分析计算方法，步骤（1）中设备模型包括线路、母线、变压器、开关、刀闸、间隔数据。

基于优先调度的可再生能源消纳能力分析计算方法，步骤（1）中电网分析模型为电力系统常用分析软件BPA、PSSE能够识别数据文件，包括.dat、.swi、.raw、.seq。

基于优先调度的可再生能源消纳能力分析计算方法，步骤（2）其中机组发电计划和母线负荷预测数据按每天96点进行预测，拟合后电网分析模型每天96个。

基于优先调度的可再生能源消纳能力分析计算方法，步骤（3）其中电网停电计划提取电网停电设备是指母线、线路、变压器、发电机等主设备。

有益效果

本发明公开了一种基于优先调度的可再生能源消纳能力分析计算方法，该方法实现了可再生能源消纳能力分析计算进入精细化阶段，以可再生能源全消纳方式在调度和编制发电计划，提出一套切实可行的智能化的可再生能源消纳能力分析计算方法，可适应未来可再生能源互联发展的需要。该方法不仅提升了可再生能源消纳能力，实现了可再生能源消纳能力的最大化，也可有效提升可再生能源发电计划智能化编制水平。

附图说明

附图为本发明的方法流程图

具体实施方式

如附图所示，本发明的目的在于提供了一种基于优先调度的可再生能源消纳能力分析计算方法，该方法基于电网仿真计算获得电网运行情况，根据控制限额、机组容量为约束条件对可再生能源消纳能力进行分析计算，该方法包括以下步骤：

（1）构建电网分析模型：从电力调度技术支持系统的SCADA（数据采集与监视控制）和PAS（高级应用）模块中自动获取电网一次设备拓扑、参数和模型数据，基于设备拓扑关系通过计算机图论算法自动组装构建出电网分析模型。其中设备模型包括线路、母线、变压器、开关、刀闸、间隔等数据，电网分析模型指电力系统常用分析软件BPA、PSSE等能够识别数据文件，包括.dat、.swi、.raw、.seq等。

（2）拟合发电计划和负荷预测数据：从电力调度技术支持系统的OMS（调度管理系统）模块中获取机组发电计划和母线负荷预测数据，以机组为单位将发电计划数据与电网分析模型进行拟合，在电网分析模型中填入机组出力等数据，其中若机组无发电计划，则将电网分析模型中机组状态置为停运；以母线为单位将负荷预测数据与电网分析模型进行拟合，在电网分析模型中填入母线下挂的负荷数据，包括有功、无功等，其中发电计划和负荷预测数据按每天96点进行预测，故拟合后电网分析模型每天96个。

（3）拟合停电计划数据：从电力调度技术支持系统的OMS（调度管理系统）模块中自动获取电网停电计划数据，提取电网停电设备、停电工期等数据，按设备批准开、完工时间以每天96点分别对应设备当时刻运行、停运状态，与电网分析模型进行拟合置设备投停状态，并对每点电网分析模型进行联通判断，确保是否存在孤网运行设备在分析模型中，若存在孤网且孤网存在电源，则保留该孤网模型，若无电源，则置停运状态。其中停电计划提取停电设备是指母线、线路、变压器、发电机等主设备。

（4）仿真计算：根据（3）中构建电网分析模型，通过电力系统常用分析软件进行批量连续计算，并对计算结果进行解析，给出每时刻电网仿真安全稳定情况，如果不满足电网安全运行要求，则需要直接调整发电计划；若满足安全运行要求，则构建出每个可再生能源电厂连续发电曲线和其入网相关输电线路连续潮流曲线数据。

（5）核查可再生能源消纳情况：根据（4）中计算解析结果，根据输电线路控制限额、机组额定容量为判断约束条件，计算出可再生能源电厂每时刻可消纳最大出力，并与发电计划出力相比求差值，基于优先调度消纳可再生能源目标计算出每时刻可再生能源电厂是否存在出力需要调整。

（6）调整可再生能源发电计划：在（5）基础上，如果存在可再生能源电厂发电计划需要调整，则根据每时刻计算出调整裕度对可再生能源电厂发电计划进行调整，同时对根据事前安排好一定规模煤电机组发电计划进行相应调整，以保障电力平衡，对调整好电网分析模型进行仿真计算，直至无需要调整发电计划为止。

（7）实现可再生能源消纳能力最优：在（5）基础上，如果不存在可再生能源电厂发电计划需要调整，则形成最优可再生能源发电计划，从而实现可再生能源消纳能力最优。其中根据该计算分析方法可计算出每天96点发电计划调整前后多消纳可再生能源电量，再结合可再生能源实际发电出力可计算出通过该分析方式实际多消纳可再生能源电量，从而可进行更加精细化分析调整。

Claims (5)

1.基于优先调度的可再生能源消纳能力分析计算方法，包括以下步骤：

(1)构建电网分析模型：从电力调度技术支持系统的数据采集与监视控制，和高级应用模块中自动获取电网一次设备拓扑、参数和设备模型数据，基于设备拓扑关系通过计算机图论算法自动组装构建出电网分析模型；

(2)拟合发电计划和负荷预测数据：从电力调度技术支持系统的调度管理系统模块中获取机组发电计划和母线负荷预测数据，以机组为单位将发电计划数据与电网分析模型进行拟合，在电网分析模型中填入机组出力等数据，其中若机组无发电计划，则将电网分析模型中机组状态置为停运；以母线为单位将负荷预测数据与电网分析模型进行拟合，在电网分析模型中填入母线下挂的负荷数据，包括有功、无功；

(3)拟合停电计划数据：从电力调度技术支持系统的调度管理系统模块中自动获取电网停电计划数据，提取电网停电设备、停电工期数据，按设备批准开、完工时间分别对应设备运行、停运状态，与电网分析模型进行拟合置设备投停状态，并对每点电网分析模型进行联通判断，确保是否存在孤网运行设备在分析模型中，若存在孤网且孤网存在电源，则保留该孤网模型，若无电源，则置停运状态；

(4)仿真计算：根据(3)中构建电网分析模型，通过电力系统常用分析软件进行批量连续计算，并对计算结果进行解析，给出每时刻电网仿真安全稳定情况，如果不满足电网安全运行要求，则需要直接调整发电计划；若满足安全运行要求，则构建出每个可再生能源电厂连续发电曲线和其入网相关输电线路连续潮流曲线数据；

(5)核查可再生能源消纳情况：根据(4)中计算解析结果，根据输电线路控制限额、机组额定容量为判断约束条件，计算出可再生能源电厂每时刻可消纳最大出力，并与发电计划出力相比求差值，基于优先调度消纳可再生能源目标计算出每时刻可再生能源电厂是否存在出力需要调整；

(6)调整可再生能源发电计划：在(5)基础上，如果存在可再生能源电厂发电计划需要调整，则根据每时刻计算出调整裕度对可再生能源电厂发电计划进行调整，同时对根据事前安排好一定规模煤电机组发电计划进行相应调整，对调整好的电网分析模型进行仿真计算，直至无需要调整发电计划为止；

(7)实现可再生能源消纳能力最优：在(5)基础上，如果不存在可再生能源电厂发电计划需要调整，则形成最优可再生能源发电计划，从而实现可再生能源消纳能力最优。

2.根据权利要求1所述的基于优先调度的可再生能源消纳能力分析计算方法，其特征在于步骤(1)中设备模型包括线路、母线、变压器、开关、刀闸、间隔数据。

3.根据权利要求1所述的基于优先调度的可再生能源消纳能力分析计算方法，其特征在于步骤(1)中电网分析模型为电力系统常用分析软件BPA、E能够识别数据文件，包括.dat、.swi、.raw、.seq。

4.根据权利要求1所述的基于优先调度的可再生能源消纳能力分析计算方法，其特征在于步骤(2)其中机组发电计划和母线负荷预测数据按每天96点进行预测，拟合后电网分析模型每天96个。

5.根据权利要求1所述的基于优先调度的可再生能源消纳能力分析计算方法，其特征在于步骤(3)其中电网停电计划提取电网停电设备是指母线、线路、变压器和发电机设备。