CN111030167A - 一种大规模海上风电场接入方案生成方法及系统 - Google Patents

一种大规模海上风电场接入方案生成方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN111030167A
CN111030167A CN201911199534.0A CN201911199534A CN111030167A CN 111030167 A CN111030167 A CN 111030167A CN 201911199534 A CN201911199534 A CN 201911199534A CN 111030167 A CN111030167 A CN 111030167A
Authority
CN
China
Prior art keywords
offshore wind
wind power
access
scheme
year
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201911199534.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111030167B (zh
Inventor
袁振华
李雪亮
赵龙
王艳
刘晓明
曹相阳
张丽娜
付一木
张玉跃
张栋梁
孙毅
王男
薄其滨
杨斌
刘冬
牟颖
张家宁
魏佳
杨思
孙东磊
高效海
田鑫
魏鑫
王轶群
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jinan Jingwei Electric Power Engineering Consulting Co ltd
Shandong Zhiyuan Electric Power Design Consulting Co ltd
State Grid Corp of China SGCC
Economic and Technological Research Institute of State Grid Shandong Electric Power Co Ltd
Original Assignee
Jinan Jingwei Electric Power Engineering Consulting Co ltd
Shandong Zhiyuan Electric Power Design Consulting Co ltd
State Grid Corp of China SGCC
Economic and Technological Research Institute of State Grid Shandong Electric Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jinan Jingwei Electric Power Engineering Consulting Co ltd, Shandong Zhiyuan Electric Power Design Consulting Co ltd, State Grid Corp of China SGCC, Economic and Technological Research Institute of State Grid Shandong Electric Power Co Ltd filed Critical Jinan Jingwei Electric Power Engineering Consulting Co ltd
Priority to CN201911199534.0A priority Critical patent/CN111030167B/zh
Publication of CN111030167A publication Critical patent/CN111030167A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111030167B publication Critical patent/CN111030167B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/76Power conversion electric or electronic aspects

Landscapes

  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本发明为了解决现有技术中存在的问题,创新提出了一种大规模海上风电场接入方案生成方法,包括:根据海上风电规划情况和沿海区域地理信息,批量生成远景年的多种海上风电输送方案,并根据生成的远景年的海上风电输送方案确定近景各水平年的海上风电输送方案;根据海上风电登陆点周围电网的规划数据库,对于每一个海上风电输送方案,生成多个接入方案,本发明还提出了种大规模海上风电场接入方案生成系统,有效解决由于现有接入方案未考虑远景年造成远景年海上风电发电容量接入困难,迫使重新修改远景年电网规划方案以提供接入点,造成电网资源的浪费的问题,可有效地提高生成接入方案的效率,降低成本。

Description

一种大规模海上风电场接入方案生成方法及系统
技术领域
本发明涉及接入方案生产领域,尤其是涉及一种大规模海上风电场接入方案生成方法及系统。
背景技术
海上风能相比于陆上风能具有资源丰富、风速稳定、靠近负荷中心等优势。近年来,我国海上风电发展取得了巨大进步,截止到2018年底,中国海上风电累计装机约360万千瓦,已经核准容量超过1700万千瓦,在建容量约600万千瓦。大规模海上风电场发电容量大且接入点相对密集,同时海上风电出力具有波动性和不确定性,对电网的冲击较大,因此大规模海上风电接入方案的合理设计对于电网的安全稳定运行具有重要意义。
海上风电的登陆点一般位于陆上风电、光伏密集建设的沿海地带,其拟并网点的新能源接纳能力因受母线短路容量控制以及出线间隔数量的约束而具有上限,因此部分区域存在220千伏及以上电压等级单点海上风电接纳能力不足或出线间隔数量紧张的问题。同时海上风电单个项目装机容量较大(一般在30~100万千瓦之间,部分项目容量在15万千瓦左右),对电网冲击较大,将占用大量的电网新能源接入资源。
现有的海上风电接入方案设计通常只考虑近景年的海上风电规划情况,在选取具备接入条件的并网点(接入点)后通过人工筛选的方法设计接入方案,其效率较低且生成的接入方案数量少,可能在设计之初就遗漏了经济技术上的最优方案,同时现有的接入方案设计方法也缺乏对远景年海上风电接入需求的考虑,可能导致远景年海上风电发电容量接入困难,迫使重新修改远景年电网规划方案以提供接入点,造成电网资源的浪费。
发明内容
本发明为了解决现有技术中存在的问题,创新提出了一种大规模海上风电场接入方案生成方法及系统,有效解决由于现有接入方案未考虑远景年造成远景年海上风电发电容量接入困难,迫使重新修改远景年电网规划方案以提供接入点,造成电网资源的浪费的问题,可有效地提高生成接入方案的效率,降低成本。
本发明第一方面提供了一种大规模海上风电场接入方案生成方法,包括:
根据海上风电规划情况和沿海区域地理信息,批量生成远景年的多种海上风电输送方案,并根据生成的远景年的海上风电输送方案确定近景各水平年的海上风电输送方案;
根据海上风电登陆点周围电网的规划数据库,对于每一个海上风电输送方案,生成多个接入方案。
结合第一方面,在第一方面第一种可能的实现方式中,还包括:对生成的多个接入方案进行电气校核计算,筛选出能够通过电气校核计算的接入方案。
进一步地,还包括:将通过电气校核计算的接入方案进行绘制显示。
结合第一方面,在第一方面第二种可能的实现方式中,根据海上风电规划情况和沿海区域地理信息,批量生成远景年的多种海上风电输送方案具体是:
根据远景年的风电场区块的中心坐标和海岸曲线,计算远景年各区块中心距离海岸边的最短距离Li,其中,i=1,2,…,nowp,nowp为海上风电场区块个数,远景年的风电场区块中心坐标通过海上风电规划情况获取,
判断远景年各区块中心距离海岸边的最短距离Li是否小于第一阈值Lt1,如果中心距离海岸边的最短距离Li小于第一阈值Lt1的区块,则采用交流输电方式送电,登陆后接入交流系统;如果中心距离海岸边的最短距离Li不小于第一阈值Lt1的区块,从中心距离海岸边的最短距离Li不小于第一阈值Lt1的区块中,每次不重复的随机选择1-4个相邻区块,寻找第一点,所述第一点距离随机选择的1-4个相邻区块的各区块中心距离之和的最小,计算并筛选满足第一条件以及第二条件的区块组合γi组成集合σs,其中,第一条件是所述第一点距离随机选择的1-4个相邻区块的各区块中心距离之和Lsum是否小于第二阈值Lt2,第二条件是随机选择的1-4个相邻区块的容量和在第一数值范围内;
从集合σs挑选若干组合γi组成集合σA,剩余的组合γi组成集合σB,σA、σB满足以下条件:①σA中各γi之间交集为空;②σB中不存在某个γi其与σA中所有的γi交集为空;③σA中所包含的区块数大于海上风电基地总区块数nowp的50%;则σA中各组合γi均采用柔性直流输电送出,各组合γi的送出点为所述第一点,登陆后逆变接入交流系统;存在于σB中但未在σA中出现过的各个区块均单独采用交流输电方式送电,登陆后接入交流系统。
结合第一方面,在第一方面第三种可能的实现方式中,根据海上风电登陆点周围电网的规划数据库,对于每一个海上风电输送方案,生成多个接入方案具体是:
以海上风电基地各区块中心至陆地的最短距离点或所述第一点至陆地的最短距离点作为拟登陆点,对于某区块或区块组合,根据远景年Ys电网规划数据,选取具备第三条件、第四条件以及第五条件的变电站母线作为远景年拟接入点,其中第三条件为:接入点电压等级为第一电压;第四条件为:远景年拟接入点距其登陆点距离小于第三阈值Lt3;第五条件为:远景年拟接入点具备接入间隔,且最大风电接入能力大于区块或区块群的发电容量;所述拟接入点组成集合Pcon,j,Pcon,j中共包含mj个接入点,j表示第j个送出点,对于远景年Ys,可批量生成NP种海上风电基地方案,具体为
Figure BDA0002295525410000041
其中,NP为第一阶段方案数,ndeli为海上风电送出点个数,mj为第j个送出点的拟接入点数量;
遍历所有的海上风电输送方案,得到多种海上风电接入的初步方案,每一种海上风电接入的初步方案由各水平年的海上风电接入方案组成。
进一步地,每一个海上风电输送方案对应生成的第一阶段NP个方案中需要剔除的方案包括:
其他任意水平年中,存在送出点已开发送出但接入点尚未规划建成的接入方案;
存在任意一个接入点在某一水平年中,海上风电接入容量超过最大风电接入能力的接入方案;
存在任意一个接入点在某一水平年中,接入线路数大于远景年存在的备用接入间隔数的接入方案。
结合第一方面,在第一方面第四种可能的实现方式中,所述最大风电接入能力为母线三相短路容量的10%减去拟接入的陆上风电、光伏容量的之和。
本发明第二方面提供了一种大规模海上风电场接入方案生成系统,包括:
海上风电输送方案生成模块,根据海上风电规划情况和沿海区域地理信息,批量生成远景年的多种海上风电输送方案,并根据生成的远景年的海上风电输送方案确定近景各水平年的海上风电输送方案;
海上风电登陆后接入方案生成模块,根据海上风电登陆点周围电网的规划数据库,对于每一个海上风电输送方案,生成多个接入方案。
结合第二方面,在第二方面第一种可能的实现方式中,还包括:电气校核计算模块,对生成的多个接入方案进行电气校核计算,筛选出能够通过电气校核计算的接入方案。
进一步地,还包括:绘制显示模块,将通过电气校核计算的接入方案进行绘制显示。
本发明采用的技术方案包括以下技术效果:
1、有效解决由于现有接入方案未考虑远景年造成远景年海上风电发电容量接入困难,迫使重新修改远景年电网规划方案以提供接入点,造成电网资源的浪费的问题,可有效地提高生成接入方案的效率,降低成本。
2、本发明首先确定远景年的规划方案,再倒推确定近景各目标水平年海上风电接入系统规划方案,可以做到统筹规划、一步到位,实现电网新能源接入资源的合理分配,避免电网规划库的频繁调整。
3、进行电网潮流、稳定和短路计算等电气校核分析,得到通过电气校核的海上风电接入方案库,最后将各方案的地理接线图显示在图形显示界面,不仅可以提高海上风电接入系统的设计效率,而且可以为后续的方案决策提供全面的方案库和图形参考。
应当理解的是以上的一般描述以及后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本发明。
附图说明
为了更清楚说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍,显而易见的,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明方案中实施例一的方法流程示意图;
图2为本发明方案中实施例一中方法步骤S1的流程示意图;
图3为本发明方案中实施例一中方法步骤S2的一种流程示意图;
图4为本发明方案中实施例一中方法步骤S2的另一种流程示意图;
图5为本发明方案中实施例二的方法流程示意图;
图6为本发明方案中实施例三的方法流程示意图;
图7为本发明方案中实施例四的系统结构示意图;
图8为本发明方案中实施例五的系统结构示意图;
图9为本发明方案中实施例六的系统结构示意图。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点,下面通过具体实施方式,并结合其附图,对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外,本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意,在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
实施例一
如图1所示,本发明提供了一种大规模海上风电场接入方案生成方法,包括:
S1,根据海上风电规划情况和沿海区域地理信息,批量生成远景年的多种海上风电输送方案,并根据生成的远景年的海上风电输送方案确定近景各水平年的海上风电输送方案;
S2,根据海上风电登陆点周围电网的规划数据库,对于每一个海上风电输送方案,生成多个接入方案。
其中,如图2所示,在步骤S1中,具体实现过程如下:
S11,根据远景年的风电场区块的中心坐标和海岸曲线,计算远景年各区块中心距离海岸边的最短距离Li,其中,i=1,2,…,nowp,nowp为海上风电场区块个数,远景年的风电场区块中心坐标通过海上风电规划情况获取;
S12,判断远景年各区块中心距离海岸边的最短距离Li是否小于第一阈值Lt1,如果判断结果为是,则执行步骤S13,如果判断结果为否,则执行步骤S14;
S13,则采用交流输电方式送电,登陆后接入交流系统;
S14,从中心距离海岸边的最短距离Li不小于第一阈值Lt1的区块中,每次不重复的随机选择1-4个相邻区块,寻找第一点,所述第一点距离随机选择的1-4个相邻区块的各区块中心距离之和的最小,计算并筛选满足第一条件以及第二条件的区块组合γi组成集合σs,其中,第一条件是所述第一点距离随机选择的1-4个相邻区块的各区块中心距离之和Lsum是否小于第二阈值Lt2,第二条件是随机选择的1-4个相邻区块的容量和在第一数值范围内;
S15,从集合σs挑选若干组合γi组成集合σA,剩余的组合γi组成集合σB,σA、σB满足以下条件:①σA中各γi之间交集为空;②σB中不存在某个γi其与σA中所有的γi交集为空;③σA中所包含的区块数大于海上风电基地总区块数nowp的50%;则σA中各组合γi均采用柔性直流输电送出,各组合γi的送出点为所述第一点,登陆后逆变接入交流系统;存在于σB中但未在σA中出现过的各个区块均单独采用交流输电方式送电,登陆后接入交流系统。
其中,在步骤S11中,获取已有的海上风电规划情况,包括海上风电基地各区块信息、装机容量和规划水平年序列Yn(n=1,2,…,s)。其中,区块信息具体可以包括区块位置、区块数量等,远景年Ys(通常Ys取值在当前年份往后推15年~30年之间)海上风电基地各区块风电项目全部建成投产。因海上风电规划中Yn-1~Yn期间投产的风电项目一般没有精确到年份的投产时序(尤其是对于比较远景的规划水平年),而电网规划中各变电站可能已经有精确到年份的建设时序,为了便于后续海上风电接入方案的生成,考虑规划于Yn-1~Yn期间投产的项目集中在Yn年底建成投产。例如,选择Y1、Y2、Y3、Y4为2022、2025、2030、2035,那么2025~2030期间可能有很多海上风电项目开发,但每个项目的开发时间并不确定,海上风电规划不会具体到年份。为了方便考虑,本方案假设2025~2030年的海上风电项目均在2030年才建成,这个时段的海上风电项目都晚于2025~2030年的规划建设的变电站,若符合其他条件即可接入这些规划建设的变电站。
其中,因各区块一般为不规则多边形,其区块中心的选择方法为:挑选出区块东、西、南、北边界上的四个点,坐标为(xeast,y1)、(xwest,y2)、(x3,ysouth)、(x4,ynorth),中心点坐标为((xeast+xwest)/2,(ysouth+ynorth)/2)。Li计算方法为将海岸曲线进行离散化处理为若干个点并获得其坐标,逐步扫描计算区块中心距离海岸线各点的直线距离,选择其中的最小值即中心距离岸边的最短距离Li
在步骤S12中,第一阈值取值Lt1可取80公里或60公里,本发明在此不做限制。
在步骤S13中,采用交流输电方式送电,登陆后接入交流系统,交流电的电压可以是220KV,也可以根据实际情况调整。
在步骤S14中,第二阈值可取Lt2可取40公里,也可以根据实际情况进行调整,随机选择的1-4个相邻区块的容量和在第一数值范围内,第一数值范围可以是100-120万千瓦,
在步骤S15中,为更清楚的说明筛选情况,特举例说明:比如,集合σs共有9个区块,符合第一条件以及第二条件的区块组合γi为(1),(2,5),(1,2,3),(3,4,5),(3,6),(7,8,9),(1,2,3,7)共7个,则以下集合σA、σB可以是:
第一种:σA,(1),(2,5),(3,6),(7,8,9);σB,(1,2,3),(3,4,5),(1,2,3,7);
第二种:σA,(1,2,3),(7,8,9);σB,(1),(2,5),(3,4,5),(3,6),(1,2,3,7);
条件②针对的是例如σA={(1,2,3)},而(7,8,9)漏选的情况,或者σA={(2,5),(3,6),(7,8,9)},而(1)漏选的情况等,条件③针对的是σA={(1,2,3,7)}这种情况,其他γi均无法再选择,但只选出了4个区块。在第一种情况下,集合σA中区块(1),区块组合(2,5),(3,6),(7,8,9)均采用柔性直流输电送出,各组合γi的送出点为第一点,登陆后逆变接入500kV或220kV交流系统;存在于σB中但未在σA中出现过的区块为区块4,区块4单独采用交流输电方式送电,登陆后接入交流系统,交流电的电压可以是220KV,也可以根据实际情况调整。在在第二种情况下,集合σA中区块组合(1,2,3),(7,8,9)均采用柔性直流输电送出,各组合γi的送出点为第一点,登陆后逆变接入500kV或220kV交流系统;存在于σB中但在σA中未出现过的区块为区块4、区块5、区块6,区块4单独采用交流输电方式送电,区块5单独采用交流输电方式送电,区块6单独采用交流输电方式送电,登陆后区块4、区块5、区块6均接入交流系统,交流输电的电压可以是220KV,也可以根据实际情况调整。
因柔性直流输电方案有多种(σA选择不同,方案不同),则通过以上步骤可获得远景年Ys的多种海上风电输送方案,由远及近即可确定各方案中其余水平年的海上风电输送方案。
如图3所示,在步骤S2中,步骤S2具体包括:
S21,以海上风电基地各区块中心至陆地的最短距离点或所述第一点至陆地的最短距离点作为拟登陆点,对于某区块或区块组合,根据远景年Ys电网规划数据,选取具备第三条件、第四条件以及第五条件的变电站母线作为远景年拟接入点,其中第三条件为:接入点电压等级为第一电压;第四条件为:远景年拟接入点距其登陆点距离小于第三阈值Lt3;第五条件为:远景年拟接入点具备接入间隔,且最大风电接入能力大于区块或区块群的发电容量;拟接入点组成集合Pcon,j,Pcon,j中共包含mj个接入点,j表示第j个送出点,对于远景年Ys,可批量生成NP种海上风电基地方案,具体为
Figure BDA0002295525410000111
其中,NP为第一阶段方案数,ndeli为海上风电送出点个数,mj为第j个送出点的拟接入点数量;
S22,遍历所有的海上风电输送方案,得到多种海上风电接入的初步方案,每一种海上风电接入的初步方案由各水平年的海上风电接入方案组成。
在步骤S21中,第五条件中远景年拟接入点具备的接入间隔具体是第一电压等级母线。第一电压可以为220KV或500KV,第三阈值Lt3可以为40公里,也可以根据实际情况进行调整。拟接入点组成的集合Pcon,j、接入点个数mj均与j相对应。
进一步的地,如图4所示,步骤S21以及S22之间,还包括:S211,每一个海上风电输送方案对应生成的第一阶段NP个方案中需要剔除的方案包括:
其他任意水平年中,存在送出点已开发送出但接入点尚未规划建成的接入方案;
存在任意一个接入点在某一水平年中,海上风电接入容量超过最大风电接入能力的接入方案;
存在任意一个接入点在某一水平年中,接入线路数大于远景年存在的备用接入间隔数的接入方案。
将存在以上情况的方案先进行剔除,其中,最大风电接入能力为母线三相短路容量的10%减去拟接入的陆上风电、光伏容量的之和。
本发明技术方案有效解决由于现有接入方案未考虑远景年造成远景年海上风电发电容量接入困难,迫使重新修改远景年电网规划方案以提供接入点,造成电网资源的浪费的问题,可有效地提高生成接入方案的效率,降低成本
本发明首先确定远景年的规划方案,再倒推确定近景各目标水平年海上风电接入系统规划方案,可以做到统筹规划、一步到位,实现电网新能源接入资源的合理分配,避免电网规划库的频繁调整。
实施例二
如图5所示,本发明实施例还提供一种大规模海上风电场接入方案生成方法,包括:
S1,根据海上风电规划情况和沿海区域地理信息,批量生成远景年的多种海上风电输送方案,并根据生成的远景年的海上风电输送方案确定近景各水平年的海上风电输送方案;
S2,根据海上风电登陆点周围电网的规划数据库,对于每一个海上风电输送方案,生成多个接入方案;
S3,对生成的多个接入方案进行电气校核计算,筛选出能够通过电气校核计算的接入方案。
在步骤S3中,电气校核计算包括电网正常运行方式下、“N-1”和“N-2”方式下的潮流分布,短路电流计算以及电力系统暂态稳定计算。具体方法为利用市面上已有的PSD-BPA、PSASP等电力系统综合计算程序进行计算:首先根据电网规划成果,搭建覆盖各规划水平年Yn的PSD-BPA等计算程序的潮流数据文件和暂态稳定数据文件作为源文件;其次根据各海上风电接入初步方案,编写程序自动修改源文件,形成各方案的计算数据文件;最后,编写程序调用PSD-BPA等计算程序批量进行各方案的潮流、短路和暂态稳定计算。
本发明通过进行电网潮流、稳定和短路计算等电气校核分析,得到通过电气校核的海上风电接入方案库,不仅可以提高海上风电接入系统的设计效率,而且可以为后续的方案决策提供全面的方案库。
实施例三
如图6所示,本发明实施例还提供一种大规模海上风电场接入方案生成方法,包括:
S1,根据海上风电规划情况和沿海区域地理信息,批量生成远景年的多种海上风电输送方案,并根据生成的远景年的海上风电输送方案确定近景各水平年的海上风电输送方案;
S2,根据海上风电登陆点周围电网的规划数据库,对于每一个海上风电输送方案,生成多个接入方案;
S3,对生成的多个接入方案进行电气校核计算,筛选出能够通过电气校核计算的接入方案;
S4,将通过电气校核计算的接入方案进行绘制显示。
在步骤S4中,搭建图形用户界面,根据海上风电接入方案、海上风电规划数据库、电网规划数据库以及沿海区域地理信息数据库,沪指绘制海上风电接入方案图,全面显示各方案中海上风电送出和接入并网的地理接线情况。
本发明通过最后将各方案的地理接线图显示在图形显示界面,不仅可以提高海上风电接入系统的设计效率,而且可以为后续的方案决策提供全面的方案库和图形参考。
实施例四
如图7所示,本发明提供了一种大规模海上风电场接入方案生成系统,包括:
海上风电输送方案生成模块101,根据海上风电规划情况和沿海区域地理信息,批量生成远景年的多种海上风电输送方案,并根据生成的远景年的海上风电输送方案确定近景各水平年的海上风电输送方案;
海上风电登陆后接入方案生成模块102,根据海上风电登陆点周围电网的规划数据库,对于每一个海上风电输送方案,生成多个接入方案。
本发明技术方案有效解决由于现有接入方案未考虑远景年造成远景年海上风电发电容量接入困难,迫使重新修改远景年电网规划方案以提供接入点,造成电网资源的浪费的问题,可有效地提高生成接入方案的效率,降低成本。
本发明首先确定远景年的规划方案,再倒推确定近景各目标水平年海上风电接入系统规划方案,可以做到统筹规划、一步到位,实现电网新能源接入资源的合理分配,避免电网规划库的频繁调整。
实施例五
如图8所示,本发明实施例还提供一种大规模海上风电场接入方案生成系统,包括:
海上风电输送方案生成模块101,根据海上风电规划情况和沿海区域地理信息,批量生成远景年的多种海上风电输送方案,并根据生成的远景年的海上风电输送方案确定近景各水平年的海上风电输送方案;
海上风电登陆后接入方案生成模块102,根据海上风电登陆点周围电网的规划数据库,对于每一个海上风电输送方案,生成多个接入方案;
电气校核计算模块103,对生成的多个接入方案进行电气校核计算,筛选出能够通过电气校核计算的接入方案。
本发明通过进行电网潮流、稳定和短路计算等电气校核分析,得到通过电气校核的海上风电接入方案库,不仅可以提高海上风电接入系统的设计效率,而且可以为后续的方案决策提供全面的方案库。
实施例六
如图9所示,本发明实施例还提供一种大规模海上风电场接入方案生成系统,包括:
海上风电输送方案生成模块101,根据海上风电规划情况和沿海区域地理信息,批量生成远景年的多种海上风电输送方案,并根据生成的远景年的海上风电输送方案确定近景各水平年的海上风电输送方案;
海上风电登陆后接入方案生成模块102,根据海上风电登陆点周围电网的规划数据库,对于每一个海上风电输送方案,生成多个接入方案;
电气校核计算模块103,对生成的多个接入方案进行电气校核计算,筛选出能够通过电气校核计算的接入方案;
绘制显示模块104,将通过电气校核计算的接入方案进行绘制显示。
本发明通过最后将各方案的地理接线图显示在图形显示界面,不仅可以提高海上风电接入系统的设计效率,而且可以为后续的方案决策提供全面的方案库和图形参考。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述,但并非对本发明保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本发明的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种大规模海上风电场接入方案生成方法,其特征是,包括:
根据海上风电规划情况和沿海区域地理信息,批量生成远景年的多种海上风电输送方案,并根据生成的远景年的海上风电输送方案确定近景各水平年的海上风电输送方案;
根据海上风电登陆点周围电网的规划数据库,对于每一个海上风电输送方案,生成多个接入方案。
2.根据权利要求1所述的大规模海上风电场接入方案生成方法,其特征是,还包括:对生成的多个接入方案进行电气校核计算,筛选出能够通过电气校核计算的接入方案。
3.根据权利要求2所述的大规模海上风电场接入方案生成方法,其特征是,还包括:将通过电气校核计算的接入方案进行绘制显示。
4.根据权利要求1所述的大规模海上风电场接入方案生成方法,其特征是,根据海上风电规划情况和沿海区域地理信息,批量生成远景年的多种海上风电输送方案具体是:
根据远景年的风电场区块的中心坐标和海岸曲线,计算远景年各区块中心距离海岸边的最短距离Li,其中,i=1,2,…,nowp,nowp为海上风电场区块个数,远景年的风电场区块中心坐标通过海上风电规划情况获取;
判断远景年各区块中心距离海岸边的最短距离Li是否小于第一阈值Lt1,如果中心距离海岸边的最短距离Li小于第一阈值Lt1的区块,则采用交流输电方式送电,登陆后接入交流系统;如果中心距离海岸边的最短距离Li不小于第一阈值Lt1的区块,从中心距离海岸边的最短距离Li不小于第一阈值Lt1的区块中,每次不重复的随机选择1-4个相邻区块,寻找第一点,所述第一点距离随机选择的1-4个相邻区块的各区块中心距离之和的最小,计算并筛选满足第一条件以及第二条件的区块组合γi组成集合σs,其中,第一条件是所述第一点距离随机选择的1-4个相邻区块的各区块中心距离之和Lsum是否小于第二阈值Lt2,第二条件是随机选择的1-4个相邻区块的容量和在第一数值范围内;
从集合σs挑选若干组合γi组成集合σA,剩余的组合γi组成集合σB,σA、σB满足以下条件:①σA中各γi之间交集为空;②σB中不存在某个γi其与σA中所有的γi交集为空;③σA中所包含的区块数大于海上风电基地总区块数nowp的50%;则σA中各组合γi均采用柔性直流输电送出,各组合γi的送出点为所述第一点,登陆后逆变接入交流系统;存在于σB中但未在σA中出现过的各个区块均单独采用交流输电方式送电,登陆后接入交流系统。
5.根据权利要求1所述的大规模海上风电场接入方案生成方法,其特征是,根据海上风电登陆点周围电网的规划数据库,对于每一个海上风电输送方案,生成多个接入方案具体是:
以海上风电基地各区块中心至陆地的最短距离点或所述第一点至陆地的最短距离点作为拟登陆点,对于某区块或区块组合,根据远景年Ys电网规划数据,选取具备第三条件、第四条件以及第五条件的变电站母线作为远景年拟接入点,其中第三条件为:接入点电压等级为第一电压;第四条件为:远景年拟接入点距其登陆点距离小于第三阈值Lt3;第五条件为:远景年拟接入点具备接入间隔,且最大风电接入能力大于区块或区块群的发电容量;且最大风电接入能力大于区块或区块群的发电容量;所述拟接入点组成集合Pcon,j,Pcon,j中共包含mj个接入点,j表示第j个送出点,对于远景年Ys,可批量生成NP种海上风电基地方案,具体为
Figure FDA0002295525400000031
其中,NP为第一阶段方案数,ndeli为海上风电送出点个数,mj为第j个送出点的拟接入点数量;
遍历所有的海上风电输送方案,得到多种海上风电接入的初步方案,每一种海上风电接入的初步方案由各水平年的海上风电接入方案组成。
6.根据权利要求5所述的大规模海上风电场接入方案生成方法,其特征是,每一个海上风电输送方案对应生成的第一阶段NP个方案中需要剔除的方案包括:
其他任意水平年中,存在送出点已开发送出但接入点尚未规划建成的接入方案;
存在任意一个接入点在某一水平年中,海上风电接入容量超过最大风电接入能力的接入方案;
存在任意一个接入点在某一水平年中,接入线路数大于远景年存在的备用接入间隔数的接入方案。
7.根据权利要求5或6所述的大规模海上风电场接入方案生成方法,其特征是,所述最大风电接入能力为母线三相短路容量的10%减去拟接入的陆上风电、光伏容量的之和。
8.一种大规模海上风电场接入方案生成系统,其特征是,包括:
海上风电输送方案生成模块,根据海上风电规划情况和沿海区域地理信息,批量生成远景年的多种海上风电输送方案,并根据生成的远景年的海上风电输送方案确定近景各水平年的海上风电输送方案;
海上风电登陆后接入方案生成模块,根据海上风电登陆点周围电网的规划数据库,对于每一个海上风电输送方案,生成多个接入方案。
9.根据权利要求8所述的大规模海上风电场接入方案生成系统,其特征是,还包括:电气校核计算模块,对生成的多个接入方案进行电气校核计算,筛选出能够通过电气校核计算的接入方案。
10.根据权利要求9所述的大规模海上风电场接入方案生成方法,其特征是,还包括:绘制显示模块,将通过电气校核计算的接入方案进行绘制显示。
CN201911199534.0A 2019-11-29 2019-11-29 一种大规模海上风电场接入方案生成方法及系统 Active CN111030167B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911199534.0A CN111030167B (zh) 2019-11-29 2019-11-29 一种大规模海上风电场接入方案生成方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911199534.0A CN111030167B (zh) 2019-11-29 2019-11-29 一种大规模海上风电场接入方案生成方法及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111030167A true CN111030167A (zh) 2020-04-17
CN111030167B CN111030167B (zh) 2023-01-24

Family

ID=70207072

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911199534.0A Active CN111030167B (zh) 2019-11-29 2019-11-29 一种大规模海上风电场接入方案生成方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111030167B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112906172A (zh) * 2021-02-23 2021-06-04 国网山东省电力公司经济技术研究院 一种大规模海上风电场的陆上并网点优化选择方法及系统
CN116205079A (zh) * 2023-03-23 2023-06-02 盛东如东海上风力发电有限责任公司 风电场重复设计方案筛选方法及系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017084404A1 (zh) * 2015-11-20 2017-05-26 中国电力科学研究院 一种计及风电场脱网约束的电网风电送出能力评估方法
CN107730047A (zh) * 2017-10-25 2018-02-23 广东电网有限责任公司电网规划研究中心 一种综合能源多能互补系统的网格化协调规划方法
CN108879769A (zh) * 2018-07-11 2018-11-23 清华大学 一种海上风电场并网及岸上电网扩建的联合规划方法
CN110504705A (zh) * 2019-05-31 2019-11-26 上海电力学院 一种海上风电集群电气系统规划方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017084404A1 (zh) * 2015-11-20 2017-05-26 中国电力科学研究院 一种计及风电场脱网约束的电网风电送出能力评估方法
CN107730047A (zh) * 2017-10-25 2018-02-23 广东电网有限责任公司电网规划研究中心 一种综合能源多能互补系统的网格化协调规划方法
CN108879769A (zh) * 2018-07-11 2018-11-23 清华大学 一种海上风电场并网及岸上电网扩建的联合规划方法
CN110504705A (zh) * 2019-05-31 2019-11-26 上海电力学院 一种海上风电集群电气系统规划方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112906172A (zh) * 2021-02-23 2021-06-04 国网山东省电力公司经济技术研究院 一种大规模海上风电场的陆上并网点优化选择方法及系统
CN116205079A (zh) * 2023-03-23 2023-06-02 盛东如东海上风力发电有限责任公司 风电场重复设计方案筛选方法及系统
CN116205079B (zh) * 2023-03-23 2024-05-31 盛东如东海上风力发电有限责任公司 风电场重复设计方案筛选方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN111030167B (zh) 2023-01-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chen et al. Overview of the development of offshore wind power generation in China
Ergun et al. Transmission system topology optimization for large-scale offshore wind integration
CN109617065A (zh) 一种考虑海量运行场景的电力系统输电网线路规划方法
Connolly et al. Development of a computer program to locate potential sites for pumped hydroelectric energy storage
Hou et al. Optimisation of offshore wind farm cable connection layout considering levelised production cost using dynamic minimum spanning tree algorithm
CN106446399B (zh) 电缆布局方法及用于电缆布局的终端设备
Li et al. Design of a high capacity inter-regional transmission overlay for the US
CN106503839A (zh) 一种海上风电场环形集电网络分层规划方法
CN105427187B (zh) 配电线路抗风能力评估方法和系统
CN108667005B (zh) 一种计及新能源影响的电网静动态结合脆弱性评估方法
CN111030167B (zh) 一种大规模海上风电场接入方案生成方法及系统
CN111859812B (zh) 天气影响下的海上风电场及柔直并网系统可靠性评估方法
Nivedh et al. Repowering of wind farms—a case study
CN113569411A (zh) 一种面向灾害天气的电网运行风险态势感知方法
US20230041142A1 (en) Theoretical reserve evaluation method for ocean current energy
CN105305488A (zh) 一种考虑新能源并网对输电网利用率影响的评价方法
CN114285090A (zh) 基于单站-分区-全网的新能源极限消纳能力评估方法
Kim et al. A probabilistic approach to potential estimation of renewable energy resources based on augmented spatial interpolation
CN107959287B (zh) 一种两个电压等级电网生长演化模型的构建方法
Arce et al. Analysis of offshore wind energy in Colombia: current status and future opportunities
Dicorato et al. Transmission system and offshore wind farms: Challenges and chances
CN112906172B (zh) 一种大规模海上风电场的陆上并网点优化选择方法及系统
CN111461479B (zh) 一种远洋海岛换电船舶的置信容量的评估方法
Behal Substation Innovations: The Heart and Brain of the Grid [Guest Editorial]
CN110728394A (zh) 一种考虑潮流分布的高压变电站规划方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant