[發(fā)明專利]一種長距離輸電型電網(wǎng)光伏最大消納能力的確定方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710138134.3
• 申請日: 2017-03-09
• 公開（公告）號(hào): CN106998077A
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 常喜強(qiáng);郭小龍;李渝;陳軍;郝紅巖
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)新疆電力公司;國家電網(wǎng)公司
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38;H02J3/46
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所32237
• 代理人: 朱林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種長距離輸電型電網(wǎng)光伏最大消納能力的確定方法，屬于新能源發(fā)電技術(shù)中的電源規(guī)劃技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

大型并網(wǎng)光伏電站不僅能夠?yàn)楣搽娋W(wǎng)提供數(shù)量可觀的清潔電力，而且有利于新型光伏發(fā)電技術(shù)的規(guī)模化應(yīng)用，促進(jìn)光伏發(fā)電成本降低。但近年來西北部分地區(qū)光伏電站裝機(jī)規(guī)劃容量超過預(yù)期，供應(yīng)的電能已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過地區(qū)需求，導(dǎo)致電能送出壓力增大，不可避免地降低了該地區(qū)的光伏消納率，棄光現(xiàn)象嚴(yán)重。與此同時(shí)光伏發(fā)電的天然波動(dòng)性與隨機(jī)性也對(duì)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來更大的挑戰(zhàn)，因此大規(guī)模光伏電站并網(wǎng)消納能力的問題逐漸引起了研究人員的重視。

為更大能力消納新能源電力并杜絕嚴(yán)重的棄光現(xiàn)象，緩解電網(wǎng)新能源嚴(yán)重受限的矛盾，目前已有相關(guān)研究表明調(diào)整電廠火電開機(jī)方式可促進(jìn)新能源的消納?？紤]到新疆、甘肅等地區(qū)具有較豐富的水電資源，將水電、火電和光電聯(lián)合運(yùn)行，可利用水力和火力發(fā)電的可調(diào)節(jié)能力，通過經(jīng)濟(jì)調(diào)度的方式促進(jìn)清潔及可再生能源的并網(wǎng)，減少棄光量，增加并網(wǎng)效益。但當(dāng)并網(wǎng)光伏電站容量達(dá)到較高水平時(shí)，在多種電源經(jīng)濟(jì)調(diào)度后依舊會(huì)出現(xiàn)棄光現(xiàn)象。尤其是在新疆、甘肅等地區(qū)，電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)相對(duì)薄弱、負(fù)荷水平較低，因此電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)成為光伏電站并網(wǎng)運(yùn)行的重要約束，因此有必要研究地區(qū)的光伏最大消納量或并網(wǎng)光伏電站的極限容量，為大型光伏電站的容量規(guī)劃提供依據(jù)。

目前國內(nèi)光伏最大消納量確定方法并不完善，通常只針對(duì)單獨(dú)的光伏電站的安全性角度出發(fā)，沒有考慮與其他類型電源的聯(lián)合調(diào)度，或是簡單地采用數(shù)學(xué)優(yōu)化方法，其結(jié)果通常是滿足特殊條件或極端條件下，導(dǎo)致光伏最大消納量的確定存在一定偏差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種考慮斷面功率約束并利用多種電源優(yōu)化調(diào)度結(jié)果的長距離輸電型電網(wǎng)光伏最大消納能力的確定方法。

為了達(dá)到上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種長距離輸電型電網(wǎng)光伏最大消納能力的確定方法，包括如下步驟：

(1)利用潮流和穩(wěn)定計(jì)算軟件對(duì)長距離輸電型電網(wǎng)各主要斷面進(jìn)行N-1故障分析，校核系統(tǒng)的安全性，以此確定各斷面功率傳輸?shù)臉O限值。

(2)根據(jù)歷史運(yùn)行水文信息及各地區(qū)負(fù)荷信息確定日前調(diào)度計(jì)劃下考慮庫容及灌溉需求的可利用水電和各地區(qū)負(fù)荷曲線，根據(jù)功率預(yù)測信息確定日前調(diào)度計(jì)劃下的光電發(fā)電功率、根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行的火電機(jī)組檢修計(jì)劃及斷面功率約束經(jīng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定性校核后確定火電最小開機(jī)方式；設(shè)定優(yōu)化調(diào)度模型中光伏發(fā)電的初始比例。

火電最小開機(jī)方式的確定是根據(jù)夜間長距離輸電型電網(wǎng)各斷面功率不超過受入極限方式下的各地區(qū)火電機(jī)組最小開機(jī)量。

(3)以水電、光電及火電多電源系統(tǒng)并網(wǎng)效益最大化和光伏消納最大化為目標(biāo)構(gòu)建優(yōu)化模型，優(yōu)化求解當(dāng)前光伏開機(jī)比例下水電、光電及火電各自的輸出功率，計(jì)算此時(shí)光伏消納率；

其中優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)為

式中：T為日調(diào)度總時(shí)段；N_s為區(qū)域光伏電站總數(shù)；N_w為區(qū)域水電機(jī)組總數(shù)；P_s.i.t為光伏電站i在t時(shí)段的輸出功率；P_w.i.t為水電機(jī)組i在t時(shí)段的輸出功率；c_s和c_w分別為光伏發(fā)電和水力發(fā)電的效益；

約束條件為：

P_w.i.min≤P_w.i.t≤P_w.i.max(i＝1,2,...,N_w)

P_G.i.min≤P_G.i.t≤P_G.i.max(i＝1,2,...,N_G)