CN112688368B - 一种送端电网源网协调调峰方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种送端电网源网协调调峰方法，包括以下步骤：S1：以前一日联络线输送功率数据为基础，从实际运行当日零时开始采集联络线功率数据，采集间隔一分钟，以十五个数组作为一组；S3：判断此组联络线上波动峰谷差与上组数据峰谷差相差是否超过设定阈值，若未超过，i＝i+1，进行下一组数据的采集和计算，回到S2；若超过了阈值，进行S4；本发明的有益效果是在满足联络线安全约束和电网稳定约束的条件下，挖掘出联络线传输潜力，并将无法完全消纳的可再生能源电量通过区域间联络线多向外送出，提高联络线传输功率的关键所在，并区域内发电机组配合共同提升可再生能源的消纳能力；降低了联络线的大范围波动，提高了联络线传输功率。

Description

一种送端电网源网协调调峰方法

技术领域

本发明涉及一种协调调峰方法，特别涉及一种送端电网源网协调调峰方法，属于电气工程技术领域。

背景技术

提高联络线输电效率主要从以下两个方面着手：提高联络线传输功率；减小联络线波动，对于提高联络线传输功率，关键在于挖掘联络线传输潜力，在满足联络线安全约束和电网稳定约束的条件下，如何将无法完全消纳的可再生能源电量通过区域间联络线多向外送出是提高联络线传输功率的关键所在，对于高比例可再生能源送端电网源网，提出了利用外送通道参与电网调峰的策略，与区域内发电机组配合共同提升可再生能源的消纳能力；对于减小联络线波动，高比例可再生能源并网对于联络线功率波动起到了推波助澜的作用，联络线的大范围波动降低了联络线的输电效率。

为了提高可再生能源消纳能力的同时提高联络线输电效率，并计及调峰过程中电网运行参数的稳定和安全性，提出一种送端电网源网协调调峰方法。

实用新型内容

本发明的目的在于提供一种送端电网源网协调调峰方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种送端电网源网协调调峰方法，包括以下步骤：

S1：以前一日联络线输送功率数据为基础，从实际运行当日零时开始采集联络线功率数据，采集间隔一分钟，以十五个数组作为一组；

S2：按照定义计算十五分钟内联络线上功率波动峰谷差；

S3：判断此组联络线上波动峰谷差与上组数据峰谷差相差是否超过设定阈值，若未超过，i＝i+1，进行下一组数据的采集和计算，回到S2；若超过了阈值，进行S4；

S4：常规电源和具有自动发电控制功能的可再生能源协调控制系统发布调度信号，通过调节常规电源和可再生能源机组出力平抑联络线上波动，具体步骤如下：

a1：计算联络线上功率波动幅值是否超越设定阈值，若是，进入a2；若否，退出进入S1；

a2：分配联络线上波动幅值由不同常规电源机组承担；

a3：常规电源机组AGC系统响应，进行出力调整；

a4：继续下一时段的功率监视，计算联络线波动情况是否平抑，若联络线波动幅值不再越限，退出，i＝i+1，开始下一轮计算进入S2；若联络线功率波动幅值仍越限，回到a2，常规电源机组需要继续调整出力以平抑波动。

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤S1中采集联络线功率数据的方法为：

对于高比例可再生能源送端电网，风光电并网使得联络线上的波动相较于常规电网更加明显，这种波动性在功率峰谷差上表现明显。因此我们利用某一时间段内一条联络线上的功率峰谷差与联络线理论最大传输功率之比来衡量这条联络线在这一时间段内的波动情况，

式中η_i为一个十五分钟时间段内联络线功率峰谷差与联络线额定功率的比值，

为传输功率最大值，

为最小值，

为该线路理论最大传输功率。

考虑到一天之内联络线峰谷差出现短时间大范围波动的概率极小，因此不使用一日内的峰谷差来衡量该联络线一日内的波动情况，而是使用96个时间段的峰谷差平均值，更能客观地反映线路在一日内各个时间段的波动情况，

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤S4中常规电源机组需要继续调整出力以平抑波动的方法为：

首先对于日前时间尺度下的调峰策略，为了提高联络线输电效率，需要增加联络线的传送功率，因此需要将区域间联络线的输送功率纳入控制范围，在日前功率预测的同时加入对区域间联络线可调节范围的预测，通过省间互济联络线在可再生能源多发时由调度部门协调增大联络线功率，将风光电送往其他区域进行消纳，转移本区域内的调峰压力，受端区域需要以优先消纳风光电为主要目标，根据送入功率改变本区域内常规电源机组出力，具体调整工作需要网调参与制定发电计划，

日前调峰策略中对于次日系统运行计划的安排需要满足两个目标：

①风电消纳电量增量最大化，即：

式中E_New为通过调峰策略调整后风电消纳电量增量，

为常规电源及外送通道参与调峰下的多消纳的风电，日前以15min为时段，共96个时间点。

②外送通道输送电量增加

式中ΔP_t ^Out为各个时间段下外送通道的功率调整量，日前以15min为时段，共96个时间点。

日前时间尺度下调峰策略的约束条件包括：

①常规电源机组的技术出力与爬坡率约束

②功率平衡约束

式中

分别为常规电源机组和新能源机组出力，P^Load为本区域内负荷，P^Out为区域间输送功率，ΔP^L为网损。

③联络线功率约束

为区域间联络线最大传输功率。

④电网安全稳定约束

潮流约束：

式中，P_ij(t)为支路i-j的功率潮流；

分别为支路i-j的功率潮流的下限和上限。

电压约束：

ΔU≤±5％U_N

电网重要节点及负荷出口侧电压应该维持在额定电压附近。

对于日内十五分钟时间尺度，其调峰策略仍是在日前时间尺度下的基础上进行。日内十五分钟尺度下基于提高联络线输电效率的源网协调调峰策略的策略基础上，需要加入对于联络线功率波动的控制环节以减小联络线的功率波动，起到提高联络线输电效率及电网稳定运行水平的作用。

日内十五分钟尺度下调峰除了对于日前机组出力进行修正满足电量平衡之外，还需要对外送联络线上的功率波动进行控制，控制目标为：

减小联络线的波动率，即：

降低联络线输电波动、提高联络线输电效率的控制策略，我们设置SCADA系统的信息采集周期为1分钟，每十五个数据序列作为一个波动监测周期，通过对两个相邻监测周期的波动率η_i进行比较，当波动率相差大于2.5％时，需要投入常规电源和可再生能源机组的AGC系统进行协调控制以平抑波动。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明一种送端电网源网协调调峰方法，在满足联络线安全约束和电网稳定约束的条件下，挖掘出联络线传输潜力，并将无法完全消纳的可再生能源电量通过区域间联络线多向外送出，提高联络线传输功率的关键所在，并区域内发电机组配合共同提升可再生能源的消纳能力；降低了联络线的大范围波动，提高了联络线传输功率。

附图说明

图1为本发明的流程示意图。

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做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。

请参阅图1，本发明提供了一种送端电网源网协调调峰方法的技术方案：

包括以下步骤：

S1：以前一日联络线输送功率数据为基础，从实际运行当日零时开始采集联络线功率数据，采集间隔一分钟，以十五个数组作为一组；

S2：按照定义计算十五分钟内联络线上功率波动峰谷差；

S3：判断此组联络线上波动峰谷差与上组数据峰谷差相差是否超过设定阈值，若未超过，i＝i+1，进行下一组数据的采集和计算，回到S2；若超过了阈值，进行S4；

S4：常规电源和具有自动发电控制功能的可再生能源协调控制系统发布调度信号，通过调节常规电源和可再生能源机组出力平抑联络线上波动，具体步骤如下：

a1：计算联络线上功率波动幅值是否超越设定阈值，若是，进入a2；若否，退出进入S1；

a2：分配联络线上波动幅值由不同常规电源机组承担；

a3：常规电源机组AGC系统响应，进行出力调整；

a4：继续下一时段的功率监视，计算联络线波动情况是否平抑，若联络线波动幅值不再越限，退出，i＝i+1，开始下一轮计算进入S2；若联络线功率波动幅值仍越限，回到a2，常规电源机组需要继续调整出力以平抑波动。

步骤S1中采集联络线功率数据的方法为：

对于高比例可再生能源送端电网，风光电并网使得联络线上的波动相较于常规电网更加明显，这种波动性在功率峰谷差上表现明显。因此我们利用某一时间段内一条联络线上的功率峰谷差与联络线理论最大传输功率之比来衡量这条联络线在这一时间段内的波动情况，

式中η_i为一个十五分钟时间段内联络线功率峰谷差与联络线额定功率的比值，

为传输功率最大值，

为最小值，

为该线路理论最大传输功率。

考虑到一天之内联络线峰谷差出现短时间大范围波动的概率极小，因此不使用一日内的峰谷差来衡量该联络线一日内的波动情况，而是使用96个时间段的峰谷差平均值，更能客观地反映线路在一日内各个时间段的波动情况，

步骤S4中常规电源机组需要继续调整出力以平抑波动的方法为：

首先对于日前时间尺度下的调峰策略，为了提高联络线输电效率，需要增加联络线的传送功率，因此需要将区域间联络线的输送功率纳入控制范围，在日前功率预测的同时加入对区域间联络线可调节范围的预测，通过省间互济联络线在可再生能源多发时由调度部门协调增大联络线功率，将风光电送往其他区域进行消纳，转移本区域内的调峰压力，受端区域需要以优先消纳风光电为主要目标，根据送入功率改变本区域内常规电源机组出力，具体调整工作需要网调参与制定发电计划，

日前调峰策略中对于次日系统运行计划的安排需要满足两个目标：

①风电消纳电量增量最大化，即：

式中E_New为通过调峰策略调整后风电消纳电量增量，

为常规电源及外送通道参与调峰下的多消纳的风电，日前以15min为时段，共96个时间点。

②外送通道输送电量增加

式中ΔP_t ^Out为各个时间段下外送通道的功率调整量，日前以15min为时段，共96个时间点。

日前时间尺度下调峰策略的约束条件包括：

①常规电源机组的技术出力与爬坡率约束

②功率平衡约束

式中

分别为常规电源机组和新能源机组出力，P^Load为本区域内负荷，P^Out为区域间输送功率，ΔP^L为网损。

③联络线功率约束

为区域间联络线最大传输功率。

④电网安全稳定约束

潮流约束：

式中，P_ij(t)为支路i-j的功率潮流；

分别为支路i-j的功率潮流的下限和上限。

电压约束：

ΔU≤±5％U_N

电网重要节点及负荷出口侧电压应该维持在额定电压附近。

对于日内十五分钟时间尺度，其调峰策略仍是在日前时间尺度下的基础上进行。日内十五分钟尺度下基于提高联络线输电效率的源网协调调峰策略的策略基础上，需要加入对于联络线功率波动的控制环节以减小联络线的功率波动，起到提高联络线输电效率及电网稳定运行水平的作用。

日内十五分钟尺度下调峰除了对于日前机组出力进行修正满足电量平衡之外，还需要对外送联络线上的功率波动进行控制，控制目标为：

减小联络线的波动率，即：

降低联络线输电波动、提高联络线输电效率的控制策略，我们设置SCADA系统的信息采集周期为1分钟，每十五个数据序列作为一个波动监测周期，通过对两个相邻监测周期的波动率η_i进行比较，当波动率相差大于2.5％时，需要投入常规电源和可再生能源机组的AGC系统进行协调控制以平抑波动。

具体使用时，本发明一种送端电网源网协调调峰方法，首先以前一日联络线输送功率数据为基础，从实际运行当日零时开始采集联络线功率数据，采集间隔一分钟，以十五个数组作为一组，并按照定义计算十五分钟内联络线上功率波动峰谷差，再判断此组联络线上波动峰谷差与上组数据峰谷差相差是否超过设定阈值，若未超过，i＝i+1，进行下一组数据的采集和计算，回到上一步，若超过了阈值，进行下一步，常规电源和具有自动发电控制功能的可再生能源协调控制系统发布调度信号，通过调节常规电源和可再生能源机组出力平抑联络线上波动，具体步骤如下：计算联络线上功率波动幅值是否超越设定阈值，若是，进入下一步，若否，重新开始；分配联络线上波动幅值由不同常规电源机组承担，常规电源机组AGC系统响应，进行出力调整，继续下一时段的功率监视，计算联络线波动情况是否平抑，若联络线波动幅值不再越限，退出，i＝i+1，开始下一轮计算进入S2；若联络线功率波动幅值仍越限，回到a2，常规电源机组需要继续调整出力以平抑波动，本发明在满足联络线安全约束和电网稳定约束的条件下，挖掘出联络线传输潜力，并将无法完全消纳的可再生能源电量通过区域间联络线多向外送出，提高联络线传输功率的关键所在，并区域内发电机组配合共同提升可再生能源的消纳能力；降低了联络线的大范围波动，提高了联络线传输功率。

在本发明的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种送端电网源网协调调峰方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：以前一日联络线输送功率数据为基础，从实际运行当日零时开始采集联络线功率数据，采集间隔一分钟，以十五个数组作为一组；

S2：按照定义计算十五分钟内联络线上功率波动峰谷差；

S3：判断此组联络线上波动峰谷差与上组数据峰谷差相差是否超过设定阈值，若未超过，i＝i+1，进行下一组数据的采集和计算，回到S2；若超过了阈值，进行S4；

S4：常规电源和具有自动发电控制功能的可再生能源协调控制系统发布调度信号，通过调节常规电源和可再生能源机组出力平抑联络线上波动，具体步骤如下：

a1：计算联络线上功率波动幅值是否超越设定阈值，若是，进入a2；若否，退出进入S1；

a2：分配联络线上波动幅值由不同常规电源机组承担；

a3：常规电源机组AGC系统响应，进行出力调整；

a4：继续下一时段的功率监视，计算联络线波动情况是否平抑，若联络线波动幅值不再越限，退出，i＝i+1，开始下一轮计算进入S2；若联络线功率波动幅值仍越限，回到a2，常规电源机组需要继续调整出力以平抑波动。

2.根据权利要求1所述的一种送端电网源网协调调峰方法，其特征在于：所述步骤S1中采集联络线功率数据的方法为：

对于高比例可再生能源送端电网，风光电并网使得联络线上的波动相较于常规电网更加明显，这种波动性在功率峰谷差上表现明显， 因此利用某一时间段内一条联络线上的功率峰谷差与联络线理论最大传输功率之比来衡量这条联络线在这一时间段内的波动情况，

式中η_i为一个十五分钟时间段内联络线功率峰谷差与联络线额定功率的比值，

为传输功率最大值，

为最小值，

为该线路理论最大传输功率，

考虑到一天之内联络线峰谷差出现短时间大范围波动的概率极小，因此不使用一日内的峰谷差来衡量该联络线一日内的波动情况，而是使用96个时间段的峰谷差平均值，更能客观地反映线路在一日内各个时间段的波动情况，

3.根据权利要求1所述的一种送端电网源网协调调峰方法，其特征在于：所述步骤S4中常规电源机组需要继续调整出力以平抑波动的方法为：

首先对于日前时间尺度下的调峰策略，为了提高联络线输电效率，需要增加联络线的传送功率，因此需要将区域间联络线的输送功率纳入控制范围，在日前功率预测的同时加入对区域间联络线可调节范围的预测，通过省间互济联络线在可再生能源多发时由调度部门协调增大联络线功率，将风光电送往其他区域进行消纳，转移本区域内的调峰压力，受端区域需要以优先消纳风光电为主要目标，根据送入功率改变本区域内常规电源机组出力，具体调整工作需要网调参与制定发电计划，

日前调峰策略中对于次日系统运行计划的安排需要满足两个目标：

①风电消纳电量增量最大化，即：

式中E_New为通过调峰策略调整后风电消纳电量增量，

为常规电源及外送通道参与调峰下的多消纳的风电，日前以15min为时段，共96个时间点；

②外送通道输送电量增加

式中ΔP_t ^Out为各个时间段下外送通道的功率调整量，日前以15min为时段，共96个时间点；

日前时间尺度下调峰策略的约束条件包括：

①常规电源机组的技术出力与爬坡率约束

②功率平衡约束

式中

分别为常规电源机组和新能源机组出力，P^Load为本区域内负荷，P^Out为区域间输送功率，ΔP^L为网损；

③联络线功率约束

为区域间联络线最大传输功率，

④电网安全稳定约束

潮流约束：

式中，P_ij(t)为支路i-j的功率潮流；

分别为支路i-j的功率潮流的下限和上限；

电压约束：

ΔU≤±5％U_N

电网重要节点及负荷出口侧电压应该维持在额定电压附近；

对于日内十五分钟时间尺度，其调峰策略仍是在日前时间尺度下的基础上进行，日内十五分钟尺度下基于提高联络线输电效率的源网协调调峰策略的策略基础上，需要加入对于联络线功率波动的控制环节以减小联络线的功率波动，起到提高联络线输电效率及电网稳定运行水平的作用；

日内十五分钟尺度下调峰除了对于日前机组出力进行修正满足电量平衡之外，还需要对外送联络线上的功率波动进行控制，控制目标为：

减小联络线的波动率，即：

降低联络线输电波动、提高联络线输电效率的控制策略，设置SCADA系统的信息采集周期为1分钟，每十五个数据序列作为一个波动监测周期，通过对两个相邻监测周期的波动率η_i进行比较，当波动率相差大于2.5％时，需要投入常规电源和可再生能源机组的AGC系统进行协调控制以平抑波动。

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