[發明專利]基于電量消納的區域電網新能源開發潛力評估方法

有效

• 申請號: 201710191913.X
• 申請日: 2017-03-28
• 公開（公告）號: CN106874630B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 孫偉卿;田坤鵬;談一鳴;石培蕾
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/04;G06Q50/06
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

1.一種基于電量消納的區域電網新能源開發潛力評估方法，其特征在于，具體包括如下步驟：

1)采用Matpower潮流計算工具對原始潮流數據進行基本計算，計算結果是否收斂來驗證潮流數據的正確性，驗證后潮流數據作為進行電網新能源開發潛力評估的數據；

2)根據電力系統的特點以及資源約束確定實際安全約束邊界并設定參數文件，參數包括新能源特性參數以及潮流計算參數兩類：

首先，采用時序生產模擬的方法描述新能源以及負荷特性，設置特定時間尺度內區域電網新能源接納能力評估相關參數：峰值功率、峰值功率時間、峰谷差；旨在描述新能源以及負荷在時序上的變化率，其中將1日24個小時劃分為24個時段，其分別對應每日的00:00—01:00，01:00—02:00，...，23:00—00:00，設t時段的風電場出力光伏出力負荷功率其中t＝1,2,...,24；

(1)新能源特性參數：新能源棄風/棄光率參數Rate_loss；區域電網新能源消納電量占總用電量比值Goal，新能源最大利用小時數Max_use_hour；區域電網中風電、光伏裝機接入比例參數Rate_cap，該參數為區域內風電裝機與光伏裝機容量比值；新能源出力季節特性參數，包括負荷的季節特性參數load_season、風電的季節特性參數wind_season、光伏的季節特性參數pv_season，該部分參數為表征春、夏、秋、冬四個典型季節中新能源出力以及負荷變化比率；風電裝機區域間比例參數wind_zone_rate，同理，光伏裝機區域間比例參數pv_zone_rate；新能源以及負荷典型日特性參數wind_rate、pv_rate、load_rate分別反應風電、光伏發電功率預測值以及負荷功率在一天內變化特性；

(2)潮流計算參數：該參數依據電力系統運行情況而定，潮流計算模型model＝1，采用交流潮流模型，model＝2，采用直流潮流模型；變壓器容量約束參數Limit_T；線路容量約束參數Limit_L；機組出力強迫出力參數Gen_Forced；調峰機組單位時間爬坡容量參數Rate_climb；

3)根據區域電網新能源接納能力期望指標以及新能源規劃數據，結合步驟2)中新能源出力季節特性、日特性以及總負荷年用電量數據參數，估算該電網中接入新能源裝機容量規模；考慮新能源以及負荷典型季節特性、典型日特性，基于時序生產模擬的方法，以電網中新能源裝機容量規模與新能源發電功率在各時序的變化率，得到區域電網中新能源機以及負荷功率序列；

4)建立新能源開發潛力評估模型進行程序仿真計算：區域電網新能源開發潛力涉及電網的調峰能力、可控負荷功率、區域間聯絡線運行模式、網絡輸電能力和新能源出力特性，基于以上參數假設，根據電力系統的特點確定實際約束邊界，建立以新能源機組出力最大的多時段優化模型，求得多種運行模式下電網消納新能源發電量以及對應的棄風/棄光率；

建立的新能源接納能力評估模型，本質為多時段潮流優化模型，其中，新能源棄風/棄光量反應的是新能源預測功率發電量與實際功率對應發電量的差值，棄風/棄光率的定義為該差值與預測功率的比值；并定義區域電網新能源接納能力為在一定時間尺度內電網中新能源機組發電量占總負荷用電量的百分數，定義中的新能源接納能力著重突出特定時間尺度內新能源發電量，而區域電網新能源開發潛力涉及電網的調峰能力、可控負荷功率、區域間聯絡線運行模式、網絡輸電能力、新能源出力特性多個方面；

基于以上參數假設，根據電力系統的特點確定實際約束邊界，建立以新能源機組出力最大的多時段優化模型，以期求得多種運行模式下電網消納新能源發電量；

該優化模型計算電網在全年的新能源發電量占比，選取不同的時間尺度Δt將全年分為多個時間序列，電網接納能力評估問題轉化為涉及多種安全約束的最優化問題，考慮多個時間序列計算規模將增加；

5)最后，數據輸出與分析總結：通過以上所建立的優化模型計算得到多時序潮流狀態，對系統中各機組在多時序的出力狀態、以及各時序內新能源棄風/棄光率進行統計繪圖，簡單直觀的計算電網中消納可再生能源發電量，分析造成電網對于新能源接納能力不足的原因；基于多種運行場景分析電網運行的經濟性安全性，探究多場景下電網新能源的接納能力，進一步評估區域電網的新能源開發潛力。

2.根據權利要求1所述基于電量消納的區域電網新能源開發潛力評估方法，其特征在于，所述步驟3)中接納新能源機組的目標函數為全年多個時段內，各類新能源機組實際發電量總和最大：

其中，T可為全年8760個時間序列，Δt為時間尺度，N_w為風電機組的臺數，第t個時段內第i臺風電機組出力；N_pv為風電機組的臺數，第t個時段內第j臺光伏機組出力。