[發明專利]考慮電網輸送風電適應性的網架擴展方法

在審

• 申請號: 201711141024.9
• 申請日: 2017-11-17
• 公開（公告）號: CN107944686A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 戴擁民;趙志強;王新剛;劉奎;孫立成;吳高磊;聶洪展;王智冬;張艷;左雅;周密;宋新甫;沈丹華;李佳鑫;石浩
• 申請（專利權）人: 國網新疆電力有限公司;東北電力大學;國家電網公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 吉林市達利專利事務所22102
• 代理人: 陳傳林

技術領域

本發明涉及輸電技術領域，特別是涉及一種考慮電網輸送風電適應性的網架擴展方法。

背景技術

電網輸送風電適應性的是指在風電無法本地消納的地區，需要經過電網外送的風電，需經過電網變壓器升壓，經電網輸電控制斷面外送，電網輸送風電的適應性對于風電棄風起著關鍵作用，如果電網變壓器容量和輸電斷面能夠滿足風電輸送，將不會發生由于電網約束導致的風電消納受限，即棄風，因此在電力市場改革的環境下，需要提出一種考慮適應風電消納代價和電網擴建成本均衡性的方法，對于源網協調發展具有重要的意義。

隨著經濟快速發展與人民生活水平的不斷提高，我國對能源的需求持續增長，但能源與環境間的矛盾也日趨突出，能源清潔化發展需求越發強烈。當前，我國經濟發展模式面臨轉型，傳統的高能耗、高排放、高污染的能源模式已經無法適應我國未來發展需求。面對這一趨勢，能源革命已經勢在必行、刻不容緩。為滿足我國綠色低碳發展需求，實現經濟與環境的共贏，目前我國正全面推動能源轉型，逐步優化能源供給結構，其中可再生能源扮演著決定性角色。我國風電、太陽能資源十分豐富，且集中分布于東北、華北和西北，簡稱“三北”地區，由于風、光等新能源出力具有隨機性、間歇性、波動性的特點，其大規模集中并網情況下的消納一直是難題，而我國新能源與負荷中心逆向分布，遠距離外送消納面臨更大需求。近年來，隨著可再生電源的大規模開發，我國局部地區消納矛盾逐漸凸顯，出現了嚴重的棄風、棄光問題，引發了社會的廣泛關注。

影響風電消納的因素較為復雜，主要包括電源建設時序、常規電源調峰運行約束、電網輸電容量(能力)約束、需求側響應等，當上述因素不能滿足時，均可能產生棄風。風電年利用小時數較低，若建設風電外送電網工程和選擇匯集升壓站主變容量時，僅簡單的按照滿足風電裝機容量設計，一定能夠從電網輸電容量(能力)上滿足風電輸送，由于風電利用小時數較低，這樣選擇主變容量或設計電網輸電斷面能力將導致建設的相關輸變電工程經濟性較差。考慮到電力傳輸的高效性與經濟性，需要一種方法，在考慮電網輸送風電的適應性評價的基礎上，綜合權衡網架擴展的合理性，用于電網擴展決策。

風電棄電量主要是表征風電未被消納的電量，目前，衡量輸電網原因導致的風電棄風指標主要包括，月度風電棄電量指標，年度風電棄電量，月度風電棄電量同比增速，年度風電棄電量同比增速?，F有的指標大多從風電棄電量進行考慮，沒有考慮風電棄電功率，包括風電棄電最大功率，及棄電功率概率分布等因素，因而現有的評價結果往往無法用于指導電網擴展性規劃。

衡量電網擴展經濟性的指標主要包括，新建變壓器投資，新建輸電線路投資等初投資指標，以及全壽命周期成本指標，而現有的指標一般應用于不同電網擴展方案的經濟性比較，尚未提出結合經濟性和可靠性等方面的考慮風電棄電的電網擴展綜合決策方法。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明的目的是提供一種科學合理，適應性強，效果佳，應用價值高的考慮電網輸送風電適應性的網架擴展方法。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種考慮電網輸送風電適應性的網架擴展方法，其特征是，它包括以下步驟：

1)建立考慮電網輸送風電適應性的網架擴展指標體系

(a)針對風電集中開發外送區域，對影響風電消納的輸電網升壓變，外送輸電斷面進行篩選，需要對一段時間的集中開發風電并網點的功率與升壓變功率、輸電斷面功率進行相關性分析，并篩選相關性較強的升壓變、輸電斷面作為后續適應性分析和網架擴展合理性分析的評價目標；

(b)對篩選出的、與風電外送消納密切相關的輸電網升壓變和輸電斷面進行影響因素的分析，建立電網輸送風電適應性評價指標體系，所述評價指標體系分為兩級：一級指標包括電網容量限制的風電棄風指標，可靠性指標和電網擴展經濟性指標；所述一級指標的可靠性指標包括：切負荷風險，電量不足期望值；所述一級指標的電網擴展經濟性指標包括：全壽命周期投資成本，風電棄電量減少效益，電量不足導致的停電損失；二級指標包括主變約束風電棄風最大功率指標、主變約束棄風功率概率分布、主變約束棄風電量指標、輸電線路能力約束棄風最大功率指標、輸電線路能力約束棄風功率概率分布、輸電線路能力約束棄風電量指標；

所述各評價指標的計算公式如下：

主變約束棄風最大功率的計算為式(1)：

PTL＝max(PTL_i,t_i) (1)

式中PTL_i為系統t_i時刻的主變約束風電棄風功率；