[發(fā)明專(zhuān)利]考慮最小棄風(fēng)的風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)的位置和容量的控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410483821.5
• 申請(qǐng)日: 2014-09-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104242355B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程林;劉滿君;王旭;吳強(qiáng);高松;黃河;高濱;田浩
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 清華大學(xué);江蘇省電力公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/46
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/46
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11201
• 代理人: 羅文群

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種考慮最小棄風(fēng)的風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)的位置和容量的控制方法，屬于電網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著能源問(wèn)題和環(huán)境問(wèn)題的日益嚴(yán)峻，世界各國(guó)競(jìng)相大力發(fā)展可再生能源。風(fēng)力發(fā)電憑借其綠色環(huán)保、資源豐富、容易開(kāi)發(fā)、性?xún)r(jià)比逐步提高等優(yōu)勢(shì)得到了世界各國(guó)，尤其是發(fā)達(dá)國(guó)家的廣泛重視。風(fēng)能作為典型的清潔可再生的綠色能源，具有無(wú)污染、可持續(xù)、間歇性的特點(diǎn)。利用風(fēng)力發(fā)電代替部分的常規(guī)能源發(fā)電參與電力系統(tǒng)的調(diào)度安排，可以大量的減少煤炭等化石能源的消耗減少電力生產(chǎn)的成本，同時(shí)會(huì)大大降低電力行業(yè)對(duì)于自然環(huán)境的污染。

然而，由于風(fēng)力資源的隨機(jī)間歇性、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、控制方式以及并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)在持續(xù)運(yùn)行過(guò)程中受到地形地貌、塔影效應(yīng)的影響，使得風(fēng)電場(chǎng)的輸出功率存在大量的脈動(dòng)。當(dāng)風(fēng)電場(chǎng)的容量較小時(shí)，其出力的波動(dòng)特性對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行不會(huì)產(chǎn)生大的影響，但隨著風(fēng)電場(chǎng)規(guī)模和容量的擴(kuò)大，其出力的波動(dòng)會(huì)給電力系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生一系列的影響，有時(shí)會(huì)嚴(yán)重威脅電網(wǎng)的安全運(yùn)行。隨著風(fēng)電承擔(dān)負(fù)荷比例不斷增加，系統(tǒng)內(nèi)的峰谷差將成倍增加，風(fēng)電出力的波動(dòng)性和隨機(jī)性給電風(fēng)調(diào)度運(yùn)行帶來(lái)新的問(wèn)題，增加了電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻的難度。為了盡量的減弱風(fēng)電和光伏電力給大電網(wǎng)帶來(lái)的影響，這就需要系統(tǒng)中備有大量的旋轉(zhuǎn)備用。

以往對(duì)機(jī)組接入位置、接入容量的研究中，通常以最小發(fā)電成本或最高可靠性/安全性為優(yōu)化目標(biāo)，進(jìn)行機(jī)組與線路的規(guī)劃建設(shè)。隨著新能源發(fā)電形式的大量接入，由于新能源發(fā)電的波動(dòng)特性，以及由于網(wǎng)絡(luò)容量約束造成的限電等問(wèn)題為電網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)帶來(lái)新的問(wèn)題。

因此，在對(duì)包含新能源接入電網(wǎng)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，為了保證更大限度接入新能源，便需要考慮電網(wǎng)對(duì)風(fēng)電的接納能力，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)接入容量、接入位置進(jìn)行優(yōu)化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種考慮最小棄風(fēng)的風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)的位置和容量的控制方法，能在滿足系統(tǒng)調(diào)峰裕度及電網(wǎng)傳輸線路傳輸容量約束條件下，更大限度接納風(fēng)電，提高新能源利用效率，促進(jìn)可再生能源在電網(wǎng)中的應(yīng)用。

本發(fā)明提出的考慮最小棄風(fēng)的風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)的位置和容量的控制方法，包括以下步驟：

(1)根據(jù)電網(wǎng)的可靠性要求，設(shè)定電網(wǎng)的發(fā)電備用為P_reserve，設(shè)定電網(wǎng)的高峰負(fù)荷和低谷負(fù)荷分別為P_Lmax與P_Lmin，從電網(wǎng)規(guī)劃數(shù)據(jù)中獲取電網(wǎng)自備電源量P_auxiliary、電網(wǎng)供熱機(jī)組容量P_thermal、電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線的傳輸功率計(jì)劃P_tie和電網(wǎng)中抽水蓄能裝機(jī)容量P_pump，根據(jù)上述參數(shù)進(jìn)行以下計(jì)算，得到考慮電網(wǎng)調(diào)峰裕度的風(fēng)電場(chǎng)接納能力：

電網(wǎng)內(nèi)部機(jī)組在負(fù)荷高峰時(shí)的有功功率P_Gmax和負(fù)荷低谷時(shí)的有功功率P_Gmin為：

P_Gmax＝P_Lmax-P_tie

P_Gmin＝P_Lmin+P_pump-λ₁P_tie

上式中，λ₁為電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線的傳輸功率調(diào)整參數(shù)，λ₁在負(fù)荷高峰時(shí)的取值為1.0，在負(fù)荷低谷時(shí)為0.5；

電網(wǎng)內(nèi)部調(diào)峰機(jī)組在負(fù)荷高峰時(shí)的實(shí)際有功功率和負(fù)荷低谷時(shí)的實(shí)際有功功率為：

上式中，λ₂為電網(wǎng)中供熱機(jī)組在供熱期間的有功功率調(diào)整參數(shù)，有功功率調(diào)整參數(shù)在供熱期間為0.78，在非供熱期間為1；

電網(wǎng)內(nèi)部調(diào)峰機(jī)組的最大有功功率和最小有功功率

上式中，λ₃為電網(wǎng)調(diào)峰機(jī)組的調(diào)峰深度；

得到考慮電網(wǎng)調(diào)峰裕度的風(fēng)電場(chǎng)接納能力P_wind為：

考慮電網(wǎng)調(diào)峰裕度的風(fēng)電場(chǎng)棄風(fēng)容量為：

根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)接納能力P_wind，得到考慮電網(wǎng)調(diào)峰裕度的風(fēng)電場(chǎng)棄風(fēng)容量為：