CN107834542A - 一种特高压电网接入受端电网的效能分析方法 - Google Patents

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Abstract

一种特高压电网接入受端电网的效能分析方法。本发明通过计算电网安全稳定水平、能源供应安全、节能减排效益三个方面的指标，来全方位、多角度分析特高压电网接入的影响，以提高电网运行的安全稳定性。其中，特高压电网接入效能在电网安全稳定水平方面的影响主要考虑对短路电流水平、网架潮流分布、联络线安全裕度的影响；特高压接入效能在能源供应安全方面的影响主要考虑特高压电力对于电力供需平衡的影响；特高压电网接入效能在节能减排效益方面的影响主要考虑特高压电力对于节约标煤、减少二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物排放的影响。

Description

一种特高压电网接入受端电网的效能分析方法
技术领域
本发明属于电网运行技术领域，特别是涉及一种特高压电网接入受端电网的效能分析方法。
背景技术
发展特高压电网将有利于实施大规模、远距离、高效率输电，从而促进大煤电、大水电、大核电、大型风电等可再生能源基地的集约化开发，满足受端电网快速增长的电力需求。但特高压电网接入后，将给受端电网的结构、形态带来变化，同时对保障能源供应安全、促进节能减排等方面产生一定影响。特高压电网接入受端电网既符合国家发展需求，又是受端电网今后的发展方向，在此背景下，全方位、多角度地分析特高压电网接入受端电网的效能对于增强电网规划方案的前瞻性、科学性和合理性，提高受端电网运行的安全稳定性具有重要指导意义。然而，目前尚无一种通用的特高压电网接入受端电网的效能分析方法。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种特高压电网接入受端电网的效能分析方法。
为了达到上述目的，本发明提供的特高压电网接入受端电网的效能分析方法包括按顺序执行的下列步骤：
步骤1)利用电力系统计算工具BPA计算特高压电网接入前受端电网中各节点Vi的短路电流C0(i)、主网架线路Li的潮流S0(i)、联络线LLi的潮流SS0(i)；
步骤2)利用电力系统计算工具BPA计算特高压电网接入后受端电网中各节点Vi的短路电流C1(i)，并判断各节点Vi的短路电流C1(i)是否在该节点断路器额定遮断容量范围内，若是，则进入步骤3)，否则进入步骤4)；
步骤3)采取母线分列运行、线路断环在内的短路电流控制措施，调整电网运行方式，并返回步骤2)而重新计算短路电流各节点Vi的短路电流C1(i)，直至使各节点Vi的短路电流C1(i)均处于该节点断路器额定遮断容量范围内；
步骤4)根据步骤3)和步骤1)的结果计算各节点短路电流变化值C1(i)-C0(i)，并以该变化值作为受端电网安全稳定水平的第一项评判指标进行评判，然后执行步骤5)；
步骤5)利用电力系统计算工具BPA计算特高压电网接入后受端电网中主网架线路Li的潮流S1(i)以及联络线LLi的潮流SS1(i)；
步骤6)根据步骤5)和步骤1)的结果计算各主网架线路潮流变化值S1(i)-S0(i)，并以该变化值作为受端电网安全稳定水平的第二项评判指标，如果该变化值大于0，则表示特高压电网接入后，主网架线路潮流增加，线路利用率提高，否则主网架线路潮流减少，线路利用率降低，然后执行步骤7)；
步骤7)根据步骤5)和步骤1)的结果计算联络线平均安全裕度提高值1
n(SS0(i)-SS1(i))，其中n为联络线条数；并以该平均安全裕度提高值作为受端电网安全稳定水平的第三项评判指标来进行评判，然后执行步骤8)；
步骤8)结合受端电网所在地市能源供给形势预测情况，设特高压电网接入水平年燃煤、燃气、可再生能源各类型电源参与电力平衡的权重系数为f(i)，根据规划部门提供的各类型电源装机容量Cap(i)，计算参与电力平衡的发电机容量
步骤9)设特高压接入水平年全社会最大负荷Lo、备用率Ex、联络线安排电力流Li，结合步骤8)的结果计算不考虑特高压电网接入的电力缺额X＝Lo×(1+Ex)-C-Li；并以该电力缺额作为受端电网能源供应安全的评判指标来进行评判，然后执行步骤10)；
步骤10)根据规划部门提供的特高压电网接入后受端电网能承受的最大外受电运行方式以及预测的最大负荷利用小时数T，设特高压电网注入受端电网的有功功率为P，计算特高压电网受电量W＝P×T；
步骤11)设单位电量下的标煤消耗量、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物排放量分别为fc、fco2、fso2、fNO，结合步骤10)的结果计算特高压电网接入后节约标煤、减少二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物的排放量W×fc、W×fco2、W×fso2、W×fNO；并以这些指标作为受端电网节能减排效益的评判指标。
在步骤4)中，所述的以各节点短路电流变化值C1(i)-C0(i)作为受端电网安全稳定水平的第一项评判指标进行评判的方法是：如果该变化值大于0，则表示特高压电网接入后，节点的短路电流增加，受端电网稳定性提高，否则节点的短路电流减少，受端电网稳定性降低。
在步骤6)中，所述的以主网架线路潮流变化值作为受端电网安全稳定水平的第二项评判指标来进行评判的方法是：如果该变化值大于0，则表示特高压电网接入后，主网架线路潮流增加，线路利用率提高，否则主网架线路潮流减少，线路利用率降低。
在步骤7)中，所述的以平均安全裕度提高值作为受端电网安全稳定水平的第三项评判指标来进行评判的方法是：若联络线平均安全裕度提高值为正，表示特高压电网接入后，部分外来电力通过特高压电网下送，联络线平均潮流降低，安全裕度提高，若为负，则表示联络线安全裕度降低，若为0，则表示联络线安全裕度不受影响。
在步骤9)中，所述的以电力缺额作为受端电网能源供应安全的评判指标进行评判的方法是：若电力缺额X为正，表示如不接入特高压电网将存在电力缺额，能源供应安全将面临挑战；若电力缺额X不为正，表示特高压电网暂缓接入不会对能源供应安全造成影响。
本发明提供的特高压电网接入受端电网的效能分析方法的有益效果：
与现有技术相比，本发明通过综合考虑受端电网安全稳定水平、能源供应安全、节能减排效益三个方面，全方位、多角度分析了特高压电网接入的影响，对于增强受端电网规划方案的前瞻性、科学性和合理性，提高受端电网运行的安全稳定性具有重要指导意义。
附图说明
图1为本发明提供的特高压电网接入受端电网的效能分析方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明提供的特高压电网接入受端电网的效能分析方法进行详细说明。
如图1所示，本发明提供的特高压电网接入受端电网的效能分析方法包括按顺序执行的下列步骤：
步骤1)利用电力系统计算工具BPA计算特高压电网接入前受端电网中各节点Vi的短路电流C0(i)、主网架线路Li的潮流S0(i)、联络线LLi的潮流SS0(i)；
步骤2)利用电力系统计算工具BPA计算特高压电网接入后受端电网中各节点Vi的短路电流C1(i)，并判断各节点Vi的短路电流C1(i)是否在该节点断路器额定遮断容量范围内，若是，则进入步骤3)，否则进入步骤4)；
步骤3)采取母线分列运行、线路断环在内的短路电流控制措施，调整电网运行方式，并返回步骤2)而重新计算短路电流各节点Vi的短路电流C1(i)，直至使各节点Vi的短路电流C1(i)均处于该节点断路器额定遮断容量范围内；
步骤4)根据步骤3)和步骤1)的结果计算各节点短路电流变化值C1(i)-C0(i)，并以该变化值作为受端电网安全稳定水平的第一项评判指标来进行评判，如果该变化值大于0，则表示特高压电网接入后，节点的短路电流增加，受端电网稳定性提高，否则节点的短路电流减少，受端电网稳定性降低，然后执行步骤5)；
步骤5)利用电力系统计算工具BPA计算特高压电网接入后受端电网中主网架线路Li的潮流S1(i)以及联络线LLi的潮流SS1(i)；
步骤6)根据步骤5)和步骤1)的结果计算各主网架线路潮流变化值S1(i)-S0(i)，并以该变化值作为受端电网安全稳定水平的第二项评判指标来进行评判，如果该变化值大于0，则表示特高压电网接入后，主网架线路潮流增加，线路利用率提高，否则主网架线路潮流减少，线路利用率降低，然后执行步骤7)；
步骤7)根据步骤5)和步骤1)的结果计算联络线平均安全裕度提高值1
n(SS0(i)-SS1(i))，其中n为联络线条数；并以该平均安全裕度提高值作为受端电网安全稳定水平的第三项评判指标来进行评判，若联络线平均安全裕度提高值为正，表示特高压电网接入后，部分外来电力通过特高压电网下送，联络线平均潮流降低，安全裕度提高，若为负，则表示联络线安全裕度降低，若为0，则表示联络线安全裕度不受影响；
步骤8)结合受端电网所在地市能源供给形势预测情况，设特高压电网接入水平年燃煤、燃气、可再生能源各类型电源参与电力平衡的权重系数为f(i)，根据规划部门提供的各类型电源装机容量Cap(i)，计算参与电力平衡的发电机容量
步骤9)设特高压接入水平年全社会最大负荷Lo、备用率Ex、联络线安排电力流Li，结合步骤8)的结果计算不考虑特高压电网接入的电力缺额X＝Lo×(1+Ex)-C-Li；并以该电力缺额作为受端电网能源供应安全的评判指标，若电力缺额X为正，表示如不接入特高压电网将存在电力缺额，能源供应安全将面临挑战；若电力缺额X不为正，表示特高压电网暂缓接入不会对能源供应安全造成影响，然后执行步骤10)；
步骤10)根据规划部门提供的特高压电网接入后受端电网能承受的最大外受电运行方式以及预测的最大负荷利用小时数T，设特高压电网注入受端电网的有功功率为P，计算特高压电网受电量W＝P×T；
步骤11)设单位电量下的标煤消耗量、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物排放量分别为fc、fco2、fso2、fNO，结合步骤10)的结果计算特高压电网接入后节约标煤、减少二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物的排放量W×fc、W×fco2、W×fso2、W×fNO；并以这些指标作为受端电网节能减排效益的评判指标。
本发明综合考虑电网安全稳定水平、能源供应安全、节能减排效益三个方面，提出一种特高压电网接入受端电网的效能分析方法，对于增强电网规划方案的前瞻性、科学性和合理性，提高电网运行的安全稳定性具有重要指导意义。其中，特高压电网接入效能在电网安全稳定水平方面的影响主要考虑对短路电流水平、网架潮流分布、联络线安全裕度的影响；特高压接入效能在能源供应安全方面的影响主要考虑特高压电力对于电力供需平衡的影响；特高压电网接入效能在节能减排效益方面的影响主要考虑特高压电力对于节约标煤、减少二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物排放的影响。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种特高压电网接入受端电网的效能分析方法，其特征在于：所述的特高压电网接入受端电网的效能分析方法包括按顺序执行的下列步骤：
步骤1)利用电力系统计算工具BPA计算特高压电网接入前受端电网中各节点Vi的短路电流C0(i)、主网架线路Li的潮流S0(i)、联络线LLi的潮流SS0(i)；
步骤2)利用电力系统计算工具BPA计算特高压电网接入后受端电网中各节点Vi的短路电流C1(i)，并判断各节点Vi的短路电流C1(i)是否在该节点断路器额定遮断容量范围内，若是，则进入步骤3)，否则进入步骤4)；
步骤3)采取母线分列运行、线路断环在内的短路电流控制措施，调整电网运行方式，并返回步骤2)而重新计算短路电流各节点Vi的短路电流C1(i)，直至使各节点Vi的短路电流C1(i)均处于该节点断路器额定遮断容量范围内；
步骤4)根据步骤3)和步骤1)的结果计算各节点短路电流变化值C1(i)-C0(i)，并以该变化值作为受端电网安全稳定水平的第一项评判指标来进行评判，然后执行步骤5)；
步骤5)利用电力系统计算工具BPA计算特高压电网接入后受端电网中主网架线路Li的潮流S1(i)以及联络线LLi的潮流SS1(i)；
步骤6)根据步骤5)和步骤1)的结果计算各主网架线路潮流变化值S1(i)-S0(i)，并以该变化值作为受端电网安全稳定水平的第二项评判指标来进行评判，如果该变化值大于0，则表示特高压电网接入后，主网架线路潮流增加，线路利用率提高，否则主网架线路潮流减少，线路利用率降低，然后执行步骤7)；
步骤7)根据步骤5)和步骤1)的结果计算联络线平均安全裕度提高值(SS0(i)-SS1(i))，其中n为联络线条数；并以该平均安全裕度提高值作为受端电网安全稳定水平的第三项评判指标来进行评判，然后执行步骤8)；
步骤8)结合受端电网所在地市能源供给形势预测情况，设特高压电网接入水平年燃煤、燃气、可再生能源各类型电源参与电力平衡的权重系数为f(i)，根据规划部门提供的各类型电源装机容量Cap(i)，计算参与电力平衡的发电机容量
步骤9)设特高压接入水平年全社会最大负荷Lo、备用率Ex、联络线安排电力流Li，结合步骤8)的结果计算不考虑特高压电网接入的电力缺额X＝Lo×(1+Ex)-C-Li；并以该电力缺额作为受端电网能源供应安全的评判指标来进行评判，然后执行步骤10)；
步骤10)根据规划部门提供的特高压电网接入后受端电网能承受的最大外受电运行方式以及预测的最大负荷利用小时数T，设特高压电网注入受端电网的有功功率为P，计算特高压电网受电量W＝P×T；
步骤11)设单位电量下的标煤消耗量、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物排放量分别为fc、fco2、fso2、fNO，结合步骤10)的结果计算特高压电网接入后节约标煤、减少二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物的排放量W×fc、W×fco2、W×fso2、W×fNO；并以这些指标作为受端电网节能减排效益的评判指标。
2.根据权利要求1所述的特高压电网接入受端电网的效能分析方法，其特征在于：在步骤4)中，所述的以各节点短路电流变化值C1(i)-C0(i)作为受端电网安全稳定水平的第一项评判指标进行评判的方法是：如果该变化值大于0，则表示特高压电网接入后，节点的短路电流增加，受端电网稳定性提高，否则节点的短路电流减少，受端电网稳定性降低。
3.根据权利要求1所述的特高压电网接入受端电网的效能分析方法，其特征在于：在步骤6)中，所述的以主网架线路潮流变化值作为受端电网安全稳定水平的第二项评判指标来进行评判的方法是：如果该变化值大于0，则表示特高压电网接入后，主网架线路潮流增加，线路利用率提高，否则主网架线路潮流减少，线路利用率降低。
4.根据权利要求1所述的特高压电网接入受端电网的效能分析方法，其特征在于：在步骤7)中，所述的以平均安全裕度提高值作为受端电网安全稳定水平的第三项评判指标来进行评判的方法是：若联络线平均安全裕度提高值为正，表示特高压电网接入后，部分外来电力通过特高压电网下送，联络线平均潮流降低，安全裕度提高，若为负，则表示联络线安全裕度降低，若为0，则表示联络线安全裕度不受影响。
5.根据权利要求1所述的特高压电网接入受端电网的效能分析方法，其特征在于：在步骤9)中，所述的以电力缺额作为受端电网能源供应安全的评判指标进行评判的方法是：若电力缺额X为正，表示如不接入特高压电网将存在电力缺额，能源供应安全将面临挑战；若电力缺额X不为正，表示特高压电网暂缓接入不会对能源供应安全造成影响。
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