[发明专利]一种基于时序蒙特卡罗模拟的新能源接纳能力评估方法

说明书

技术领域

本发明属于新能源接纳能力评估领域，尤其是一种从规划角度评估主网对大规模新能源的接纳能力的基于时序蒙特卡罗模拟的新能源接纳能力评估方法。

背景技术

发展清洁的可再生新源是解决环境问题和能源制约问题的有效解决方法之一，也是人类社会实现可持续发展的必经之路。近几年，新能源发电发展迅速，装机容量快速上升。因为新能源发电绿色环保且可再生，所以电网应尽可能的消纳新能源的功率和电量。

新能源普遍具有能量密度低、分布广、间歇性和波动性强等特点，这给电网的规划运行了带来巨大挑战。对主网来说，大规模的风、光电厂接入系统会引起调频问题、调峰问题、电力电量消纳问题和系统潮流大幅变化等问题。因此有必要研究如何评估电网对新能源的接纳能力。

目前对新能源接纳能力的评估方法主要包括基于电力系统调峰能力的接纳能力评估、基于经济调度的接纳评估、基于稳定的系统接纳能力评估等。但这些方法只考虑了部分影响因素，对系统运行方式时序变化没有计及，因而有待进一步完善。

发明内容

针对现有评估方法的不足，本发明的目的在于提出一种基于时序蒙特卡罗模拟的新能源接纳能力评估方法。本发明是一种考虑系统运行方式时序变化的新能源接纳能力评估方法，可分析设备检修，元件故障，负荷波动，新能源出力的随机性，网架结构及调峰调频约束对新能源接纳能力的影响，可分析不同约束对系统接纳新能源的约束作用，识别系统接纳新能源的薄弱环节，并提出新能源接纳能力的评估指标，为电力系统规划提供指导。

本发明的基于时序蒙特卡罗模拟的新能源接纳能力评估方法，包括以下步骤：

1)输入负荷、线路、发电机组信息等原始数据，定义最大模拟年份N_max与收敛标准；

2)模拟年次数K＝1；

3)根据等备用原则安排机组检修，抽样得到以下元件的时序状态，包括时序负荷、火电机组和线路的状态持续时间、新能源时序出力，按照充分利用水电水量的原则安排水电的时序出力；

4)模拟小时数T＝0；

5)对时刻T的系统状态进行评估，求解接纳能力分析模型，如果模型存在最优解，则统计可接纳的新能源出力与对应成本，进入步骤7)，否则进入步骤6)；

6)判断限制新能源接纳的因素；

7)如果T＜8760，T＝T+1，进入步骤5)，否则K＝K+1；

8)如果K等于最大模拟年份N_max，而且每月的新能源接纳能力已满足收敛条件，进入步骤9)，否则继续进入下一年的状态评估并进入步骤3)；

9)统计并输出所有新能源接纳能力的计算指标。

本发明建立了基于时序蒙特卡罗模拟的新能源接纳能力评估框架，考虑了运行方式变化，负荷波动，新能源波动，水电出力安排，元件故障，机组检修等系统中随时间变化的因素，可为规划人员提供新能源弃电量，新能源发电量，新能源接纳能力值等评价指标，相比之前的评估方法更加全面。本发明按照充分利用水电水量的原则对水电出力进行安排，充分发挥水电的调峰作用。本发明提出了接纳能力分析模型，可分析新能源接纳能力的限制因素，如调峰调频，线路潮流约束等，根据不同限制因素导致的新能源弃电量，可识别系统的薄弱环节。

附图说明

图1基于时序蒙特卡罗模拟的新能源接纳能力评估框架。

图2水电位置安排示意图。

图3水电出力安排过程。

图4系统状态图。

图5新能源接纳能力分布柱状图。

图6新能源接纳能力累积概率分布。

具体实施方式

本发明是一种基于时序蒙特卡罗模拟的新能源接纳能力评估方法，包括状态选择，状态评估，结果统计三部分，具体分为以下步骤：

●状态选择：对机组检修进行安排，形成系统不同元件的时序出力模型，包括时序负荷出力，线路运行/故障状态序列，新能源时序出力，水电机组时序出力，火电机组开机状态。其中水电出力按照充分利用水电水量的原则进行安排。

●状态评估：在不同元件时序出力的基础上组合而成系统状态序列，对不同的系统时序状态执行新能源接纳能力分析模型进行评估，目标为运行成本最小，变量为火电机组出力，约束包括调峰约束、调频约束、线路潮流约束、功率平衡约束。如果评估的结果是系统不能接纳现有新能源出力，则依次去除不同的约束以判断系统限制新能源接纳的因素。

●结果统计：统计新能源接纳能力的评估指标，包括不同限制因素导致的新能源弃电量，新能源发电量，新能源接纳能力值等。