[发明专利]一种含可再生能源电力系统的电源灵活性评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力系统灵活性评价方法，尤其是涉及一种含可再生能源电力系统的电源灵活性评价方法。

背景技术

智能化电网不断发展的背景下，大规模可再生能源与分布式电源的接入对传统电力系统带来了巨大影响。可再生能源的发电容量在电力系统中所占比重日益增大，虽然保证了电力系统有充足的功率供应，但可再生能源的出力不确定性将从根本上改变潮流分布的特性，使系统内部潮流流向与分布的随机性与不可预测性更强。电力系统的不确定因素不仅仅体现在电源侧，负荷预测的偏差、间歇性负荷的不确定性均对系统产生了深远影响。因此，为保证电力系统的安全稳定运行，电力系统有必要具有一定应变和响应能力以应对不确定因素带来的负面影响，即电力系统灵活性。

电力系统灵活性是为应对不确定因素带来的负面影响，即在经济约束和运行约束下，某一时间尺度内，电力系统快速而有效地优化调配现有资源，快速响应电网功率变化、控制电网关键运行参数的能力。而电力系统在短时间内能够调用的资源多为调节能力较强的电源，故对电源灵活性是电力系统灵活性评价的重要一环，也是最为基础的部分，对电力系统灵活性的整体评价具有指导意义。

经过对现有技术文献的检索发现，关于电力系统灵活性的内容主要集中于规划层面，应用较为局限，未能从宏观的角度对电力系统灵活性给出定义与评价，如文献《基于联系数模型的电网灵活规划方法》(中国电机工程学报，2006，26(12)：16-20)、《基于蒙特卡罗模拟法的输电网灵活规划》(电网技术，2009，33(4)：99-102)。同时，未找到关于电力系统电源灵活性或电力系统灵活性评价的技术文献，国内在灵活性评价方法的研究依然处于空白阶段。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种计算简便、评价结果准确有效的含可再生能源电力系统的电源灵活性评价方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种含可再生能源电力系统的电源灵活性评价方法，包括以下步骤：

1)采集电力系统中各节点的电力数据，并进行潮流计算；

2)选取电源灵活性评价参数；

3)根据所述电源灵活性评价参数建立电源灵活性评价模型；

4)根据潮流计算结果，基于电源灵活性评价模型获得并输出灵活性评价结果。所述的电力数据包括节点电压、电流数据。

所述的电源灵活性评价参数包括灵活性方向、时间尺度、灵活性资源和研究区域。

所述的电源灵活性评价模型包括评价目标函数和约束条件，其中，

所述的评价目标函数为可再生能源出力变化量最大，具体表达式为：

式中，ΔP_wi表示研究区域内可再生能源i的出力变化；N_w表示研究区域内可再生能源的个数；

所述的约束条件包括通用约束和灵活性约束，其中，所述的通用约束包括节点功率平衡约束、电压约束和线路约束，具体表达式为：

节点功率平衡约束：

对于可再生能源节点，节点功率平衡约束表达式为

对于非可再生能源节点，节点功率平衡约束表达式为

式中，P_Gk、Q_Gk分别为节点k的有功功率和无功功率；P_Lk、Q_Lk分别为节点k的有功负荷和无功负荷；ΔP_wk、ΔQ_wk分别为节点k的可再生能源有功变化和无功变化，V_k为节点k的电压；分别为节点k和j之间的电导、电纳和相角差；

电压约束：

式中，V_k、分别为节点k的电压及其上、下限；

线路约束：

式中，P_l、分别为线路l的潮流值和限值；

所述的灵活性约束条件包括时间尺度约束、机组出力约束和区域电网交换功率约束，具体表达式为：

时间尺度约束：

Δt≤T

式中，T为步骤2)中所选取的时间尺度，T＝25～35min；

机组出力约束：