[發明專利]考慮多季節流量變化的小水電微電網電源容量配置方法

有效

• 申請號: 201911037669.7
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110991797B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 吳杰康
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G06Q10/063
• 分類號: G06Q10/063;G06Q50/06;H02J3/28;H02J3/38;G06F17/18
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所 44329
• 代理人: 楊曉松

本發明公開了考慮多季節流量變化的小水電微電網電源容量配置方法，先構建小水電站入庫流量的數據集；然后采用概率分析的方法，計算并確定夏大、夏小、枯大、枯小期間微電網中小水電站年入庫流量按照正態分布規律變化的均值和方差；接著計算并確定夏大、夏小、枯大、枯小期間微電網中小水電站水庫入庫流量按照正態分布規律變化的概率以及微電網中小水電站入庫流量平均值；最后計算小水電站小水電發電機組裝機容量。本發明反映了夏大、夏小、枯大、枯小期間入庫流量變化的概率隨機性，為小水電微電網電源容量配置、發電出力預測、運行調度提供理論指導，為分布式新能源發電及智能電網調度運行提供必要的技術支撐。

技術領域

本發明涉及電網的技術領域，尤其涉及到考慮多季節流量變化的小水電微電網電源容量配置方法。

背景技術

微電網是在其內部以一定方式集成分布式源(小水電、小風電、光伏發電)-荷(水、電、氣、冷、熱負荷)的一種電網形式。微電網以380V、10kV、35kV等電壓等級與主電網聯接，在一般正常運行條件下與主電網并網運行，在重負荷時微電網從主電網吸收功率，在輕負荷時可能向主電網注入功率；在主電網局部故障情況下或在鄰近微電網故障情況下可以孤網運行，在確保電能質量的前提下由微電網內部分布式電源向負荷提供電力電量，實現無故障微電網正常的供電狀態，減小停電時間，提高供電可靠性。

微電網構建和運行的目的是可持續高效利用/消納微電網內部分布式電源電力電量，最小化與主電網交換的電力電量。

基于分布式小水電的微電網，是一種以小水電供電為主要形式的微電網。小水電微電網中，水電站大多數為徑流式，水壩一般沒有蓄水功能，水庫沒有蓄水和調水能力，小水電站水能利用完全取決于水庫來水量，小水電機組發電狀態與出力規模也完全取決于水庫來水量。在這種情況下，小水電站要實現高效利用水能發電，就必須做到來多少水發多少電。而小水電站水庫來水量具有隨機性，在不同水文周期來水量完全不同，在豐水期來水量很大，在枯水期來水量很小。因此，小水電站流域河流流量往往表現為最小流量、最大流量、平均流量、多年平均流量、計算平均流量、加權平均流量、數學平均流量等等表式形式。采用不同流量的表式形式，小水電站會獲得不同裝機容量水平。不同裝機容量水平，在不同水文周期小水電站發電功率和發電量也往往不同，最優導致小水電站水能利用率、發電設備利用率、發電設備年最大利用小時數也不同。

不同負荷水平及分布式電源容量規模在微電網中集成，使微電網結構形態、潮流特性發生了改變。由于小水電、小風電、光伏發電等多種分布式電源接入，會因接入電源容量規模的不同而采用多種不同等級的電壓。由于用電的隨機性，負荷功率在不同時空尺度上總會發生變化，具有明顯的時段性；同時，風電、光伏發電等分布式電源出力具有間歇性、隨機性和時段性，小水電機組出力具有季節性。因此，微電網負荷功率和電源功率平衡關系往往很難能夠保持，當負荷功率大于電源功率時微電網需要從主電網獲得補充功率，而負荷功率小于電源功率時微電網剩余功率需要注入主電網，形成了隨機的雙向潮流特性。隨機的雙向潮流特性對于微電網內部節點電壓質量，在分布式電源出力大而負荷輕時就會造成微電網內部局部區域節點電壓偏高，而在分布式電源出力小而負荷重時就會造成微電網內部局部區域節點電壓偏低。因此，微電網內部節點電壓的限制條件和要求對微電網中分布式電源容量配置、運行方式和電壓控制策略均有影響和制約，微電網中分布式電源容量配置、運行方式和電壓控制策略需要考慮微電網內部節點電壓的限制條件和要求。微電網在不同電壓等級配電網的節點接入，會因微電網從配電網吸收或向配電網注入功率的大小不同而導致配電網節點電壓發生偏高或偏低的變化，微電網中分布式電源容量配置、運行方式和電壓控制策略需要考慮配電網節點電壓的限制條件和要求。