[發明專利]基于風電和水電的電力系統調峰方法

有效

• 申請號: 201610058420.4
• 申請日: 2016-01-28
• 公開（公告）號: CN105515062B
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 廖國棟;戴朝華;魏博淵;向紅吉
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網湖南省電力公司;國網湖南省電力公司經濟技術研究院;西南交通大學
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所(普通合伙)43001
• 代理人: 周詠,米中業

技術領域

本發明屬于電氣自動化領域，具體涉及一種基于風電和水電的電力系統調峰方法。

背景技術

近年來，國內的風電發展迅猛。由于風電具有波動性、隨機性、間歇性和反調峰等特性，目前風電預測的方法也不能較為精準地對風電的出力進行預測，使得大規模的風電接入對電網的規劃與運行帶來了嚴峻的挑戰，系統備用、電力電量平衡以及調峰等問題日益突出。為了保證系統的安全穩定運行，有必要對系統提供足夠的調峰容量以接納大規模的風電。在系統無法完全消納風電的情形下，適當的棄風有利于緩解系統的調峰壓力，但是這會導致發電容量的浪費以及風電成本的增加。這個問題在水電富集的地區尤為突出。

水電是一種廉價的清潔能源，能夠給系統提供較多的調峰容量，抽水蓄能電站也被認為是最具潛力的調峰電源，系統的調峰容量通過風電和水電的聯合運行來進行優化。它可以減小棄風的頻率，但需要更加有效的風電水電聯合運行方法。經過研究和計算發現，棄風對風力發電的成本上升并不是一條線性曲線，而是類似指數曲線的方式上升，即棄風量越大，風電場的發電單位成本上升速度越快，但在棄風量增大初期，棄風造成的單位電價上升增長相對緩慢。雖然目前已有大量關于風電水電聯合運行方法用于提高系統的調峰容量，但是棄風棄水現象實際運行中仍然很常見，造成了大量的成本的浪費。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠合理分配棄風、棄水容量，從而達到電力系統最優化運行目的的基于風電和水電的電力系統調峰方法。

本發明提供的這種基于風電和水電的電力系統調峰方法，包括如下步驟：

S1.獲取電力系統的風電出力特性曲線，并對該系統的日負荷曲線采用以下算式進行修正：

L_eq＝L_or-P_wo

式中L_eq為修正后的等效負荷，L_or為原始負荷曲線，P_wo為系統風電出力特性曲線；

S2.對步驟S1得到的等效負荷曲線進行分布校驗，得到等效負荷曲線服從的概率分布，從而得到等效負荷曲線的密度分布函數；

S3.采用以下算式計算調峰改善因子曲線I：

其中，P_mp為系統在一段時間內的最大調峰容量，P_ηmax為一段時間內棄風功率的最大值，P_ηmin為一段時間內棄風功率的最小值，I′為改善因子曲線主體部分，采用如下算式進行計算：

式中P_wa為此刻的棄風功率，P_η為系統在一段時間內棄風功率的平均值，ξ₁為調峰收益因子的比例常數，代表水力發電在電網內的發電比例；

S4.采用以下算式計算容量影響因子曲線V：

式中f(x)為步驟S2中得出的等效負荷曲線的概率密度函數，L_eql為一段時間內等效負荷的最小值，ξ₂為容量影響因子的比例常數，代表風電在電網內的發電比例，且ξ₁+ξ₂＝1；

S5.以棄風功率P_wa為變量，計算調峰改善因子曲線I和容量影響因子曲線V的非零交點，并計算非零交點對應的棄風功率值W_oc；

S6.以步驟S5得到的棄風功率值W_oc為最大棄風功率進行電力系統調峰。

步驟S3所述的調峰改善因子曲線，為在系統負荷過小且風速過大的情況下進行棄風。

步驟S5所述的計算調峰改善因子曲線I和容量影響因子曲線V的非零交點，具體包括如下步驟：

1)以棄風功率為橫坐標，將調峰改善因子曲線I的曲線畫出；

2)在同一坐標軸上將容量影響因子曲線V的曲線畫出；

3)由于調峰改善因子曲線I曲線必定為一條直線，容量影響因子曲線V為一條斜率逐漸上升的曲線，故除去在零點的交點以外，兩條曲線必然有且只有一個交點，求出該交點的對應的棄風功率值W_oc。

步驟S6所述的電力系統調峰，是以棄風功率值W_oc為最大棄風功率，以優先選擇棄風、其次選擇棄水為調峰原則進行電力系統調峰。