CN114243801A - 一种包含新能源的电网优化控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种包含新能源的电网优化控制方法，包括：(1)：采集电网输配电电压、电流信号，各节点电压、电流信号，储能电量；新能源有功出力；(2)：计算各支路有功功率；(3)：计算有功功率平衡度；(4)：判断平衡度是否大于参考值，若是，控制有功最高支路降低有功输入，至(5)；若否，至(5)；(5)：计算平衡度均值；(6)：判断平衡度均值是否大于参考值，若是，控制有功最高支路降低有功输入，至(7)；若否，至(7)；(7)：进行消纳判断；(8)：计算新能源出力波动产生的频率偏差；(9)：判断频率偏差是否异常。本发明提供一种包含新能源的电网优化控制方法，能够实时调整电网工作状态，保证其安全可靠工作。

Description

一种包含新能源的电网优化控制方法
技术领域
本发明属于电力控制技术领域，特别涉及一种包含新能源的电网优化控制方法。
背景技术
目前，新能源发电发展迅猛，但是高比例新能源接入后，带来了波动性、随机性等不确定性因素，负荷低谷期地区电网潮流倒送功率过大且波动剧烈，可能引起电压波动、设备过载、电能质量下降等问题。
新能源作为清洁能源对节能减排起到了积极有效的作用。但由于光伏、风力等新能源受天气、地区等因素的影响，具有强随机性和不确定性的特点，属于不可调度的发电形式，因此，随着光伏和风电等新能源发电接入地区电网的规模越来越大，因此，需要对电网进行有效的监测。
本发明提出一种包含新能源的电网优化控制方法，通过各支路有功功率、电网输配电有功功率平衡度、平衡度均值、电网额外消纳比例、新能源出力波动产生的频率偏差对所述电网进行调节控制，保证电网的经济安全。
发明内容
本发明提供一种包含新能源的电网优化控制方法，能够实时调整电网工作状态，保证其安全可靠工作。
本发明具体为一种包含新能源的电网优化控制方法，所述电网优化控制方法包括以下步骤：
步骤(1)：采集所述电网输配电电压信号、电流信号，各节点电压信号、电流信号，储能电量；所述新能源有功出力；
步骤(2)：计算所述电网各支路有功功率；
步骤(3)：计算所述电网输配电有功功率平衡度；
步骤(4)：判断所述电网输配电有功功率平衡度是否大于有功功率平衡度参考值，若是，控制所述电网有功功率最高的支路降低有功输入，进入步骤(5)；若不是，进入步骤(5)；
步骤(5)：计算所述电网输配电有功功率平衡度均值；
步骤(6)：判断所述电网输配电有功功率平衡度均值是否大于有功功率平衡度均值参考值，若是，控制所述电网有功功率最高的支路降低有功输入，进入步骤(7)；若不是，进入步骤(7)；
步骤(7)：进行消纳判断；
步骤(8)：计算所述新能源出力波动产生的频率偏差；
步骤(9)：判断所述频率偏差是否异常。
计算所述电网各支路有功功率的算法为：
Figure BDA0003360276160000021
其中N为所述电网节点数，Gij为所述节点导纳矩阵中i行j列的实部，Bij为所述节点导纳矩阵中i行j列的虚部，U(i,t)为t时刻所述节点i的电压幅值，U(j,t)为t时刻所述节点j的电压幅值，θij(t)为t时刻支路ij两端的相角差。
计算所述电网输配电有功功率平衡度的算法为：
Figure BDA0003360276160000022
其中T为时间尺度，Pn(t)为第n个支路t时刻的有功功率。
计算所述电网输配电有功功率平衡度均值的算法为：
Figure BDA0003360276160000023
其中N为所述支路数量。
进行消纳判断的具体方法为：
首先，计算所述电网额外消纳比例；
其次，判断所述电网额外消纳比例是否小于消纳比例参考值，若是，控制储能单元进行电能存储。
计算所述电网额外消纳比例的算法为：
Figure BDA0003360276160000024
其中E1为额外消纳的所述新能源电量，E2为原本放弃的所述新能源电量。
计算所述新能源出力波动产生的频率偏差的算法为：
Figure BDA0003360276160000025
其中λN为所述新能源故障功率波动程度系数，PN为所述新能源额定输出功率，S为常规能源机组台数，Tk为表示所述常规能源机组调频能力，KTk为所述常规能源机组k的功频特性，KN为所述新能源机组的功频特性。
若所述常规能源机组具有一次调频能力Tk取值1，若所述常规能源机组不具有一次调频能力Tk取值0。
判断所述频率偏差是否异常的具体方法：
判断所述频率偏差是否小于频率偏差参考值，若是，所述电网正常；若不是，所述电网异常，控制所述新能源增加无功功率输出。
与现有技术相比，有益效果是：所述电网优化控制方法通过各支路有功功率、电网输配电有功功率平衡度、平衡度均值、电网额外消纳比例、新能源出力波动产生的频率偏差对所述电网进行调节控制，保证电网的经济安全。
附图说明
图1为本发明一种包含新能源的电网优化控制方法的工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明一种包含新能源的电网优化控制方法的具体实施方式做详细阐述。
如图1所示，本发明的配电网优化控制方法包括以下步骤：
步骤(1)：采集所述电网输配电电压信号、电流信号，各节点电压信号、电流信号，储能电量；所述新能源有功出力；
步骤(2)：计算所述电网各支路有功功率
Figure BDA0003360276160000031
其中N为所述电网节点数，Gij为所述节点导纳矩阵中i行j列的实部，Bij为所述节点导纳矩阵中i行j列的虚部，U(i,t)为t时刻所述节点i的电压幅值，U(j,t)为t时刻所述节点j的电压幅值，θij(t)为t时刻支路ij两端的相角差；
步骤(3)：计算所述电网输配电有功功率平衡度
Figure BDA0003360276160000032
其中T为时间尺度，Pn(t)为第n个支路t时刻的有功功率；
步骤(4)：判断所述电网输配电有功功率平衡度是否大于有功功率平衡度参考值，若是，控制所述电网有功功率最高的支路降低有功输入，进入步骤(5)；若不是，进入步骤(5)；
步骤(5)：计算所述电网输配电有功功率平衡度均值
Figure BDA0003360276160000041
其中N为所述支路数量；
步骤(6)：判断所述电网输配电有功功率平衡度均值是否大于有功功率平衡度均值参考值，若是，控制所述电网有功功率最高的支路降低有功输入，进入步骤(7)；若不是，进入步骤(7)；
步骤(7)：进行消纳判断：
首先，计算所述电网额外消纳比例
Figure BDA0003360276160000042
其中E1为额外消纳的所述新能源电量，E2为原本放弃的所述新能源电量；
其次，判断所述电网额外消纳比例是否小于消纳比例参考值，若是，控制储能单元进行电能存储；
步骤(8)：计算所述新能源出力波动产生的频率偏差
Figure BDA0003360276160000043
其中λN为所述新能源故障功率波动程度系数，PN为所述新能源额定输出功率，S为常规能源机组台数，Tk为表示所述常规能源机组调频能力，KTk为所述常规能源机组k的功频特性，KN为所述新能源机组的功频特性；
步骤(9)：判断所述频率偏差是否异常：判断所述频率偏差是否小于频率偏差参考值，若是，所述电网正常；若不是，所述电网异常，控制所述新能源增加无功功率输出。
若所述常规能源机组具有一次调频能力Tk取值1，若所述常规能源机组不具有一次调频能力Tk取值0。
最后应该说明的是，结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到，本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。

Claims (9)

1.一种包含新能源的电网优化控制方法，其特征在于，所述电网优化控制方法包括以下步骤：
步骤(1)：采集所述电网输配电电压信号、电流信号，各节点电压信号、电流信号，储能电量；所述新能源有功出力；
步骤(2)：计算所述电网各支路有功功率；
步骤(3)：计算所述电网输配电有功功率平衡度；
步骤(4)：判断所述电网输配电有功功率平衡度是否大于有功功率平衡度参考值，若是，控制所述电网有功功率最高的支路降低有功输入，进入步骤(5)；若不是，进入步骤(5)；
步骤(5)：计算所述电网输配电有功功率平衡度均值；
步骤(6)：判断所述电网输配电有功功率平衡度均值是否大于有功功率平衡度均值参考值，若是，控制所述电网有功功率最高的支路降低有功输入，进入步骤(7)；若不是，进入步骤(7)；
步骤(7)：进行消纳判断；
步骤(8)：计算所述新能源出力波动产生的频率偏差；
步骤(9)：判断所述频率偏差是否异常。
2.根据权利要求1所述的一种包含新能源的电网优化控制方法，其特征在于，计算所述电网各支路有功功率的算法为：
Figure FDA0003360276150000011
其中N为所述电网节点数，Gij为所述节点导纳矩阵中i行j列的实部，Bij为所述节点导纳矩阵中i行j列的虚部，U(i,t)为t时刻所述节点i的电压幅值，U(j,t)为t时刻所述节点j的电压幅值，θij(t)为t时刻支路ij两端的相角差。
3.根据权利要求2所述的一种包含新能源的电网优化控制方法，其特征在于，计算所述电网输配电有功功率平衡度的算法为：
Figure FDA0003360276150000012
其中T为时间尺度，Pn(t)为第n个支路t时刻的有功功率。
4.根据权利要求3所述的一种包含新能源的电网优化控制方法，其特征在于，计算所述电网输配电有功功率平衡度均值的算法为：
Figure FDA0003360276150000013
其中N为所述支路数量。
5.根据权利要求4所述的一种包含新能源的电网优化控制方法，其特征在于，进行消纳判断的具体方法为：
首先，计算所述电网额外消纳比例；
其次，判断所述电网额外消纳比例是否小于消纳比例参考值，若是，控制储能单元进行电能存储。
6.根据权利要求5所述的一种包含新能源的电网优化控制方法，其特征在于，计算所述电网额外消纳比例的算法为：
Figure FDA0003360276150000021
其中E1为额外消纳的所述新能源电量，E2为原本放弃的所述新能源电量。
7.根据权利要求6所述的一种包含新能源的电网优化控制方法，其特征在于，计算所述新能源出力波动产生的频率偏差的算法为：
Figure FDA0003360276150000022
其中λN为所述新能源故障功率波动程度系数，PN为所述新能源额定输出功率，S为常规能源机组台数，Tk为表示所述常规能源机组调频能力，KTk为所述常规能源机组k的功频特性，KN为所述新能源机组的功频特性。
8.根据权利要求7所述的一种包含新能源的电网优化控制方法，其特征在于，若所述常规能源机组具有一次调频能力Tk取值1，若所述常规能源机组不具有一次调频能力Tk取值0。
9.根据权利要求8所述的一种包含新能源的电网优化控制方法，其特征在于，判断所述频率偏差是否异常的具体方法：判断所述频率偏差是否小于频率偏差参考值，若是，所述电网正常；若不是，所述电网异常，控制所述新能源增加无功功率输出。
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