CN115189397A - 电力系统的新能源接入容量计算方法 - Google Patents

电力系统的新能源接入容量计算方法 Download PDF

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CN115189397A CN202210803116.3A CN202210803116A CN115189397A CN 115189397 A CN115189397 A CN 115189397A CN 202210803116 A CN202210803116 A CN 202210803116A CN 115189397 A CN115189397 A CN 115189397A
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章德
李梦骄
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Abstract

本发明公开了一种电力系统的新能源接入容量计算方法，包括获取电力系统及可能接入的新能源系统的数据参数；以新能源系统接入电力系统的容量为目标构建目标函数；以电力系统的稳态约束和暂态约束为条件构建约束条件；将各个约束条件转换为独立的子目标函数并分别求解；根据求解结果对目标函数进行求解得到电力系统的新能源接入容量计算结果。本发明提供的这种电力系统的新能源接入容量计算方法，考虑直流闭锁时系统频率变化率，系统最为严重故障引发稳定问题时的频率变化速度，新能源送出断面和N‑1情况下断面约束，综合计算区域电网可接入的新能源装机容量；因此本发明方法的可靠性高、精确性好且科学合理。

Description

电力系统的新能源接入容量计算方法
技术领域
本发明属于电气自动化领域，具体涉及一种电力系统的新能源接入容量计算方法。
背景技术
随着经济技术的发展和人们生活水平的提高，电能已经成为了人们生产和生活中必不可少的二次能源，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。因此，保障电能的稳定可靠供应，就成为了电力系统最重要的任务之一。
目前，以风/光为代表的新能源在我国得到了越来越广泛的应用，新能源发电系统也越来越多的接入现有的电力系统。新能源在电网中的接入虽然在一定程度上改善了能源结构，缓解了环境污染问题，但其中占比相对较大的风电、光伏发电以及小水电等新能源发电形式，由于本身受到外界天气条件影响较大，出力具有较大的不确定性与间歇性。这使得现今电力系统的安全性受到了前所未有的考验。
新能源发电系统接入电网，将对电力系统带来如下几个问题：一是电网调峰压力大为增加，由于负荷峰谷差大、水电整体可调节能力较差、新能源反调峰特性等制约因素，电网的调峰压力巨大，未来高比例新能源和区外来电接入下调峰弃电量可能大幅增加。二是电力系统呈现明显的电力电子化以及大电网一体化交互影响的趋势，电网的运行更加复杂，安全稳定运行风险剧增。电力电子接口的新能源和区外直流持续替代常规电源，将使电网抗扰动能力持续恶化。新能源机组调节能力不足，导致系统频率和电压支撑能力不断下降，故障冲击下电网频率跌落速度更快。
因此，无论是从电力系统的角度而言，还是从新能源发电系统的角度而言，电力系统均不可能无限制的接入新能源发电系统。但是，目前尚没有一种科学可靠的方法，从电力系统安全的角度对新能源发电系统的接入电力系统进行计算和评估。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可靠性高、精确性好且科学合理的电力系统的新能源接入容量计算方法。
本发明提供的这种电力系统的新能源接入容量计算方法，包括如下步骤：
S1.获取电力系统及可能接入的新能源系统的数据参数；
S2.以新能源系统接入电力系统的容量为目标，构建目标函数；
S3.以电力系统的稳态约束和暂态约束为条件，构建约束条件；
S4.将步骤S3构建的各个约束条件转换为独立的子目标函数，并分别求解；
S5.根据步骤S4的求解结果，对步骤S2构建的目标函数进行求解，从而得到电力系统的新能源接入容量计算结果。
步骤S2所述的以新能源系统接入电力系统的容量为目标，构建目标函数，具体包括如下步骤：
采用如下算式作为目标函数：
S＝min(ST.RES,Sdis.RES,SL.RES,SN-1.RES)
式中ST.RES为考虑暂态频率变化率约束下新能源接入容量；Sdis.RES为最严重且引起稳定问题故障下的新能源接入容量；SL.RES为满足新能源送出线路功率约束时电力系统的新能源接入容量；SN-1.RES为满足N-1情况下电力系统的新能源接入容量。
步骤S3所述的以电力系统的稳态约束和暂态约束为条件，构建约束条件，具体包括如下步骤：
约束条件1：
ST.RES≤S(SRoCoF.RES)
式中ST.RES为考虑暂态频率变化率约束下新能源接入容量；S(SRoCoF.RES)为满足电力系统频率变化率的新能源接入容量；
约束条件2：
Sdis.RES≤S(fUFLS,critical)
式中Sdis.RES为最严重且引起稳定问题故障下的新能源接入容量；S(fUFLS,critical)为频率变化速度不超过低频减载控制响应速度的新能源接入容量；
约束条件3：
SL.RES≤S(Pline＝Pline.Nn)
式中SL.RES为满足新能源送出线路功率约束时电力系统的新能源接入容量；S(Pline＝Pline.Nn)为当新能源送出线路功率Pline达到额定值Pline.Nn时的新能源接入容量；
约束条件4：
SN-1.RES≤S(PN-1≤PN-1.Nn)
式中SN-1.RES为满足N-1情况下电力系统的新能源接入容量；S(PN-1≤PN-1.Nn)为在N-1情况下控制断面功率PN-1等于安全稳定控制功率约束PN-1.Nn时电力系统的新能源接入容量。
步骤S4所述的将步骤S3构建的各个约束条件转换为独立的子目标函数，并分别求解，具体包括如下步骤：
将约束条件1转换为子目标函数：
F1＝max S(SRoCoF.RES)
Figure BDA0003735088850000041
式中F1为约束条件1的子目标函数；S(SRoCoF.RES)为满足电力系统频率变化率的新能源接入容量；RoCoF为电力系统接入新能源后的频率变化率；RoCoFref为电力系统频率变化率理论参考值；RoCoFre为频率变化率约束值。
步骤S4所述的将步骤S3构建的各个约束条件转换为独立的子目标函数，并分别求解，具体包括如下步骤：
将约束条件2转换为子目标函数：
F2＝max S(fUFLS,critical)
Figure BDA0003735088850000042
式中F2为约束条件2的子目标函数；S(fUFLS,critical)为频率变化速度不超过低频减载控制响应速度的新能源接入容量；Vfrequency为电力系统实际频率变化速度；Vfrequency,N为电力系统低频减载的频率响应速度；Vfrequency,re为电力系统频率变化速度参考值。
步骤S4所述的将步骤S3构建的各个约束条件转换为独立的子目标函数，并分别求解，具体包括如下步骤：
将约束条件3转换为子目标函数：
F3＝maxS(Pline≤Pline.Nn)
Figure BDA0003735088850000051
式中F3为约束条件3的子目标函数；S(Pline＝Pline.Nn)为当新能源送出线路功率Pline达到额定值Pline.Nn时的新能源接入容量；Pline.j为第j条送出线路的功率；Pline.Nn.j为第j条送出线路的功率约束；Ptrans.m为第m个新能源上网变电站主变压器上网功率；Ptrans.Nn.m为第m个新能源上网变电站主变压器额定容量。
步骤S4所述的将步骤S3构建的各个约束条件转换为独立的子目标函数，并分别求解，具体包括如下步骤：
将约束条件4转换为子目标函数：
F4＝maxS(PN-1≤PN-1.Nn)
Figure BDA0003735088850000052
式中F4为约束条件4的子目标函数；S(PN-1≤PN-1.Nn)为在N-1情况下控制断面功率PN-1等于安全稳定控制功率约束PN-1.Nn时电力系统的新能源接入容量；PN-1,k为地区电网第k个断面在N-1情况下的功率；PN-1.Nn,k为地区电网第k个断面N-1情况下的功率约束；Pline.j为第j条送出线路的功率；Pline.Nn.j为第j条送出线路的功率约束；Ptrans.m为第m个新能源上网变电站主变压器上网功率；Ptrans.Nn.m为第m个新能源上网变电站主变压器额定容量。
本发明提供的这种电力系统的新能源接入容量计算方法，考虑直流闭锁时系统频率变化率，系统最为严重故障引发稳定问题时的频率变化速度，新能源送出断面和N-1情况下断面约束，综合计算区域电网可接入的新能源装机容量；因此本发明方法的可靠性高、精确性好且科学合理。
附图说明
图1为本发明方法的方法流程示意图。
具体实施方式
如图1所示为本发明方法的方法流程示意图：本发明提供的这种电力系统的新能源接入容量计算方法，包括如下步骤：
S1.获取电力系统及可能接入的新能源系统的数据参数；
S2.以新能源系统接入电力系统的容量为目标，构建目标函数；具体包括如下步骤：
采用如下算式作为目标函数：
S＝min(ST.RES,Sdis.RES,SL.RES,SN-1.RES)
式中ST.RES为考虑暂态频率变化率约束下新能源接入容量；Sdis.RES为最严重且引起稳定问题故障下的新能源接入容量；SL.RES为满足新能源送出线路功率约束时电力系统的新能源接入容量；SN-1.RES为满足N-1情况下电力系统的新能源接入容量；
S3.以电力系统的稳态约束和暂态约束为条件，构建约束条件；具体包括如下步骤：
约束条件1：
ST.RES≤S(SRoCoF.RES)
式中ST.RES为考虑暂态频率变化率约束下新能源接入容量；S(SRoCoF.RES)为满足电力系统频率变化率的新能源接入容量；约束条件1表示新能源的接入容量小于等于满足系统频率变化率约束的新能源接入容量；
约束条件2：
Sdis.RES≤S(fUFLS,critical)
式中Sdis.RES为最严重且引起稳定问题故障下的新能源接入容量；S(fUFLS,critical)为频率变化速度不超过低频减载控制响应速度的新能源接入容量；约束条件2表示新能源接入情况下，最严重并且引起稳定问题故障情况下，系统频率变化速度不超过系统低频减载装置的响应速度
约束条件3：
SL.RES≤S(Pline＝Pline.Nn)
式中SL.RES为满足新能源送出线路功率约束时电力系统的新能源接入容量；S(Pline＝Pline.Nn)为当新能源送出线路功率Pline达到额定值Pline.Nn时的新能源接入容量；约束条件3表示稳态约束下，满足新能源送出线路功率约束时的新能源接入容量小于等于新能源送出线路功率Pline达到额定值Pline.Nn时的系统新能源接入容量；
约束条件4：
SN-1.RES≤S(PN-1≤PN-1.Nn)
式中SN-1.RES为满足N-1情况下电力系统的新能源接入容量；S(PN-1≤PN-1.Nn)为在N-1情况下控制断面功率PN-1等于安全稳定控制功率约束PN-1.Nn时电力系统的新能源接入容量；约束条件4表示满足N-1情况下系统新能源接入容量小于等于断面控制功率PN-1等于安全稳定控制功率约束PN-1.Nn时的系统新能源接入容量；
S4.将步骤S3构建的各个约束条件转换为独立的子目标函数，并分别求解；具体包括如下步骤：
将约束条件1转换为子目标函数：
F1＝max S(SRoCoF.RES)
Figure BDA0003735088850000081
式中F1为约束条件1的子目标函数；S(SRoCoF.RES)为满足电力系统频率变化率的新能源接入容量；RoCoF为电力系统接入新能源后的频率变化率；RoCoFref为电力系统频率变化率理论参考值；RoCoFre为频率变化率约束值；
将约束条件2转换为子目标函数：
F2＝max S(fUFLS,critical)
Figure BDA0003735088850000082
式中F2为约束条件2的子目标函数；S(fUFLS,critical)为频率变化速度不超过低频减载控制响应速度的新能源接入容量；Vfrequency为电力系统实际频率变化速度；Vfrequency,N为电力系统低频减载的频率响应速度；Vfrequency,re为电力系统频率变化速度参考值；
将约束条件3转换为子目标函数：
F3＝maxS(Pline≤Pline.Nn)
Figure BDA0003735088850000083
式中F3为约束条件3的子目标函数；S(Pline＝Pline.Nn)为当新能源送出线路功率Pline达到额定值Pline.Nn时的新能源接入容量；Pline.j为第j条送出线路的功率；Pline.Nn.j为第j条送出线路的功率约束；Ptrans.m为第m个新能源上网变电站主变压器上网功率；Ptrans.Nn.m为第m个新能源上网变电站主变压器额定容量；约束条件表示：任一条送出线路的功率应小于等于其功率约束；而且任一新能源上网变电站主变压器上网功率小于等于其额定容量；
将约束条件4转换为子目标函数：
F4＝maxS(PN-1≤PN-1.Nn)
Figure BDA0003735088850000091
式中F4为约束条件4的子目标函数；S(PN-1≤PN-1.Nn)为在N-1情况下控制断面功率PN-1等于安全稳定控制功率约束PN-1.Nn时电力系统的新能源接入容量；PN-1,k为地区电网第k个断面在N-1情况下的功率；PN-1.Nn,k为地区电网第k个断面N-1情况下的功率约束；Pline.j为第j条送出线路的功率；Pline.Nn.j为第j条送出线路的功率约束；Ptrans.m为第m个新能源上网变电站主变压器上网功率；Ptrans.Nn.m为第m个新能源上网变电站主变压器额定容量；约束条件表示：任一断面的控制功率应小于等于其功率约束；任一条送出线路的功率应小于等于其功率约束；任一新能源上网变电站主变压器上网功率小于等于其额定容量；
S5.根据步骤S4的求解结果，对步骤S2构建的目标函数进行求解，从而得到电力系统的新能源接入容量计算结果。
在具体计算时，根据本发明所构建的目标函数和约束条件的具体形式，可以知道：直接将本发明构建的约束条件转换为子目标函数并求解，并能够根据各个子目标函数的求解结果，直接得到本发明的最终计算结果。
以下结合一个具体实施例，对本发明方法进行进一步说明：
以某区域电网为例，在2025年丰午方式下，该区域电网负荷135万千瓦，风电装机规模为352万千瓦(出力同时率为0.4)，光伏发电装机规模为91万千瓦(出力同时率为0.6)，小火电装机规模为5万千瓦(出力同时率为0.8)，小水电装机规模为124万千瓦(出力同时率为0.7)，大型水电装机规模为20万千瓦(在丰午运行方式下大型水电机组的出力同时率为0)，大型火电装机规模为200万千瓦(出力同时率为0，在丰午运行方式下该地区火电机组不开机)。系统总装机容量达792万千瓦，新能源装机容量443万千瓦，新能源装机占比达55.93％。
在本实施例中，采用直接对构建的约束条件转换为子目标函数并求解，并能够根据各个子目标函数的求解结果，直接得到本发明的最终计算结果的方式，进行本发明方法的计算。
(1)求解满足系统频率变化率和惯量约束的新能源接入容量，分析不同严重扰动情况下系统的频率变化率情况：
直流双极闭锁，故障发生时刻为0.4s(第20个周波发生扰动)，基础方式，维持现有新能源装机规模，此时区域电网某水电站3号机组发电机速度偏差变化率为1.0657Hz/s。以此为基准值，假设约束条件设为1.12Hz/s，在该约束下的新能源装机规模为地区极限装机规模。
考虑地区新增风电装机规模为100万千瓦，风电机组出力同时率取40％。此时区域电网新能源出力增加40万千瓦，区域电网某水电站3号机组发电机速度偏差变化率为1.0983Hz/s。
考虑地区新增风电装机规模为125万千瓦，风电机组出力同时率保持不变，依然为40％。此时区域电网新能源出力增加50万千瓦，区域电网某水电站3号机组发电机速度偏差变化率为1.1034Hz/s。
考虑地区新增风电装机规模为150万千瓦，风电机组出力同时率保持不变，依然为40％。此时区域电网新能源出力增加60万千瓦，区域电网某水电站3号机组发电机速度偏差变化率为1.1123Hz/s。
考虑地区新增风电装机规模为175万千瓦，风电机组出力同时率保持不变，区域电网新能源出力增加70万千瓦，区域电网某水电站3号机组发电机速度偏差变化率为1.1218Hz/s。
具体数据，如表1所示：
表1直流双极闭锁时不同新增新能源装机规模场景下频率变化率示意表
Figure BDA0003735088850000111
此时求得满足约束条件的新能源接入量为150万千瓦。
(2)求解最为严重并引起稳定问题故障情况下，频率变化不引起低频减载控制闭锁情况下的新能源接入容量，分析不同新能源装机情况下系统的频率变化情况：
区域电网最为严重并引起稳定问题的三相永久N-2，故障发生时刻为0.1s(第5周波)，基础方式，维持现有新能源装机规模，此时区域电网某水电站3号机组发电机速度偏差变化率为2.8055Hz/s。通常情况下低频减载响应速率为3Hz/s，考虑一定裕度情况下，将约束条件设为2.9Hz/s，在该约束下的新能源装机规模为地区电网极限装机规模。
考虑地区新增风电装机规模为100万千瓦，同时率取40％时风电机组出力增加40万千瓦，该地区电网某水电站3号机组发电机速度偏差变化率为2.8828Hz/s。
考虑地区新增风电装机规模为125万千瓦，同时率取40％时风电机组出力增加50万千瓦，该地区电网某水电站3号机组发电机速度偏差变化率为2.8936Hz/s。
考虑地区新增风电装机规模为150万千瓦，同时率取40％时风电机组出力增加60万千瓦，该地区电网某水电站3号机组发电机速度偏差变化率为2.9044Hz/s。
考虑地区新增风电装机规模为175万千瓦，同时率取40％时风电机组出力增加70万千瓦，该地区电网某水电站3号机组发电机速度偏差变化率为2.9149Hz/s。
具体数据，如表2所示：
表2关键线路N-2时不同新增新能源装机规模场景下频率变化率示意表
Figure BDA0003735088850000121
此时求得满足约束条件的新能源接入量为125万千瓦。
(3)求解满足新能源送出线路功率约束时系统的新能源接入容量：
正常方式下，地区电网500千伏主变上网断面分别为两座500kV变电站主变上网断面，500千伏对外联络线分别为500kV线路①一回、500kV线路②一回、500kV线路③一回；220千伏对外联络线分别为220kV断面①三回、220kV断面②一回、220kV断面③一回、220kV断面④一回、220kV断面⑤一回、220kV断面⑥一回。
考虑220kV断面①的I回导线截面较小，其持续极限输送能力为235兆瓦，区域两座500kV变电站的主变上送能力为150万千瓦和250万千瓦，正常方式下，考虑220kV断面①的I回输送能力达到极限，此时区域500kV变电站主变上网仍有一定裕度，地区电网可新增出力为340万千瓦，可新增新能源装机规模为850万千瓦。
具体数据如表3所示：
表3正常方式下220kV断面①的I回、区域500kV变电站主变输送功率示意表
Figure BDA0003735088850000131
此时求得满足约束条件的新能源接入量为850万千瓦。
(4)求解满足系统N-1情况下控制断面功率等于安全稳定控制约束时系统新能源接入容量：
分别考虑220kV断面①的III回N-1、区域500kV变电站A主变N-1和区域500kV变电站B主变N-1的情况下，220kV断面①的I回持续极限输送能力为235兆瓦、区域500kV变电站A主变上送能力为80万千瓦、区域500kV变电站B主变上送能力为150万千瓦。
根据校核结果，220kV断面①的I回仍然为最先受限的断面，因此考虑220kV断面①的III回N-1，测算地区新能源可新增规模。考虑220kV断面①的I回的输送能力达到极限，此时区域500kV变电站主变上网仍有一定裕度，地区可新增出力为210万千瓦，可新增新能源装机规模为525万千瓦。
具体数据如表4所示：
表4 220kV线路①的III回N-1方式下20kV断面①的I回、区域500kV变电站A主变(上网)、区域500kV变电站B主变(上网)输送功率示意表
Figure BDA0003735088850000141
此时求得满足约束条件的新能源接入量为525万千瓦。
通过以上四个子目标函数的计算，再转换到总目标函数，可以计算得到，在给定的2025年丰午方式下，该区域电网可接入的最大新能源装机量为125万千瓦。通过考虑暂态和稳态约束的电力系统新能源接入容量计算方法，可以较为全面的分析不同新增新能源装机情况下对电网暂态稳定和故障情况下电网输电线路安全运行的影响，可以发现暂态稳定约束对新能源接入量的影响较大。根据本专利提出的计算方法，为新能源发展以及新能源接入提供指导和工程实践依据。

Claims (7)

1.一种电力系统的新能源接入容量计算方法，包括如下步骤：
S1.获取电力系统及可能接入的新能源系统的数据参数；
S2.以新能源系统接入电力系统的容量为目标，构建目标函数；
S3.以电力系统的稳态约束和暂态约束为条件，构建约束条件；
S4.将步骤S3构建的各个约束条件转换为独立的子目标函数，并分别求解；
S5.根据步骤S4的求解结果，对步骤S2构建的目标函数进行求解，从而得到电力系统的新能源接入容量计算结果。
2.根据权利要求1所述的电力系统的新能源接入容量计算方法，其特征在于步骤S2所述的以新能源系统接入电力系统的容量为目标，构建目标函数，具体包括如下步骤：
采用如下算式作为目标函数：
S＝min(ST.RES,Sdis.RES,SL.RES,SN-1.RES)
式中ST.RES为考虑暂态频率变化率约束下新能源接入容量；Sdis.RES为最严重且引起稳定问题故障下的新能源接入容量；SL.RES为满足新能源送出线路功率约束时电力系统的新能源接入容量；SN-1.RES为满足N-1情况下电力系统的新能源接入容量。
3.根据权利要求2所述的电力系统的新能源接入容量计算方法，其特征在于步骤S3所述的以电力系统的稳态约束和暂态约束为条件，构建约束条件，具体包括如下步骤：
约束条件1：
ST.RES≤S(SRoCoF.RES)
式中ST.RES为考虑暂态频率变化率约束下新能源接入容量；S(SRoCoF.RES)为满足电力系统频率变化率的新能源接入容量；
约束条件2：
Sdis.RES≤S(fUFLS,critical)
式中Sdis.RES为最严重且引起稳定问题故障下的新能源接入容量；S(fUFLS,critical)为频率变化速度不超过低频减载控制响应速度的新能源接入容量；
约束条件3：
SL.RES≤S(Pline＝Pline.Nn)
式中SL.RES为满足新能源送出线路功率约束时电力系统的新能源接入容量；S(Pline＝Pline.Nn)为当新能源送出线路功率Pline达到额定值Pline.Nn时的新能源接入容量；
约束条件4：
SN-1.RES≤S(PN-1≤PN-1.Nn)
式中SN-1.RES为满足N-1情况下电力系统的新能源接入容量；S(PN-1≤PN-1.Nn)为在N-1情况下控制断面功率PN-1等于安全稳定控制功率约束PN-1.Nn时电力系统的新能源接入容量。
4.根据权利要求3所述的电力系统的新能源接入容量计算方法，其特征在于步骤S4所述的将步骤S3构建的各个约束条件转换为独立的子目标函数，并分别求解，具体包括如下步骤：
将约束条件1转换为子目标函数：
F1＝max S(SRoCoF.RES)
Figure FDA0003735088840000021
式中F1为约束条件1的子目标函数；S(SRoCoF.RES)为满足电力系统频率变化率的新能源接入容量；RoCoF为电力系统接入新能源后的频率变化率；RoCoFref为电力系统频率变化率理论参考值；RoCoFre为频率变化率约束值。
5.根据权利要求4所述的电力系统的新能源接入容量计算方法，其特征在于步骤S4所述的将步骤S3构建的各个约束条件转换为独立的子目标函数，并分别求解，具体包括如下步骤：
将约束条件2转换为子目标函数：
F2＝max S(fUFLS,critical)
Figure FDA0003735088840000031
式中F2为约束条件2的子目标函数；S(fUFLS,critical)为频率变化速度不超过低频减载控制响应速度的新能源接入容量；Vfrequency为电力系统实际频率变化速度；Vfrequency,N为电力系统低频减载的频率响应速度；Vfrequency,re为电力系统频率变化速度参考值。
6.根据权利要求5所述的电力系统的新能源接入容量计算方法，其特征在于步骤S4所述的将步骤S3构建的各个约束条件转换为独立的子目标函数，并分别求解，具体包括如下步骤：
将约束条件3转换为子目标函数：
F3＝max S(Pline≤Pline.Nn)
Figure FDA0003735088840000032
式中F3为约束条件3的子目标函数；S(Pline＝Pline.Nn)为当新能源送出线路功率Pline达到额定值Pline.Nn时的新能源接入容量；Pline.j为第j条送出线路的功率；Pline.Nn.j为第j条送出线路的功率约束；Ptrans.m为第m个新能源上网变电站主变压器上网功率；Ptrans.Nn.m为第m个新能源上网变电站主变压器额定容量。
7.根据权利要求6所述的电力系统的新能源接入容量计算方法，其特征在于步骤S4所述的将步骤S3构建的各个约束条件转换为独立的子目标函数，并分别求解，具体包括如下步骤：
将约束条件4转换为子目标函数：
F4＝max S(PN-1≤PN-1.Nn)
Figure FDA0003735088840000041
式中F4为约束条件4的子目标函数；S(PN-1≤PN-1.Nn)为在N-1情况下控制断面功率PN-1等于安全稳定控制功率约束PN-1.Nn时电力系统的新能源接入容量；PN-1,k为地区电网第k个断面在N-1情况下的功率；PN-1.Nn,k为地区电网第k个断面N-1情况下的功率约束；Pline.j为第j条送出线路的功率；Pline.Nn.j为第j条送出线路的功率约束；Ptrans.m为第m个新能源上网变电站主变压器上网功率；Ptrans.Nn.m为第m个新能源上网变电站主变压器额定容量。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107730090A (zh) * 2017-09-25 2018-02-23 国网冀北电力有限公司张家口供电公司 一种基于调峰能力与容量约束的新能源接纳能力评估方法
CN110750882A (zh) * 2019-09-29 2020-02-04 武汉大学 一种考虑频率约束的风电占比极限值解析计算方法
CN112434936A (zh) * 2020-11-23 2021-03-02 湖南大学 一种电力系统惯量安全域评估方法、系统、电子设备及可读存储介质
CN114649811A (zh) * 2022-03-25 2022-06-21 南京邮电大学 一种高风电渗透率区域电网低频减载方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107730090A (zh) * 2017-09-25 2018-02-23 国网冀北电力有限公司张家口供电公司 一种基于调峰能力与容量约束的新能源接纳能力评估方法
CN110750882A (zh) * 2019-09-29 2020-02-04 武汉大学 一种考虑频率约束的风电占比极限值解析计算方法
CN112434936A (zh) * 2020-11-23 2021-03-02 湖南大学 一种电力系统惯量安全域评估方法、系统、电子设备及可读存储介质
CN114649811A (zh) * 2022-03-25 2022-06-21 南京邮电大学 一种高风电渗透率区域电网低频减载方法

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