[发明专利]一种考虑大规模光伏并网发电系统的概率潮流计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及随机潮流计算领域，尤其是涉及一种考虑大规模光伏并网发电系统的概率潮流计算方法。

背景技术

随着环境污染的日益恶化和能源供应的日趋紧张，新能源发电异军突起，特别是光伏发电增长迅速。我国地势广袤，太阳能资源丰富且分布广泛，发展光伏发电技术对保障我国能源安全、节能减排、实现可持续发展具有重要的战略意义，西部地区光照充足，最适宜大规模光伏并网发电系统建设。大规模光伏发电与大电网相联将对电力系统的结构、规划、运行方式、系统可靠性产生巨大影响，光伏发电的大规模并网使我国的电力系统面临新的挑战而且孕育了新的变革。

光伏发电系统出力与常规机组差异太大，可利用小时数低，具有间歇性和波动性，这将导致线路的利用率低，电网的投资效率下降的问题。光伏发电技术的发展和广泛应用给电力负荷预测、电源规划、电网规划、系统评估等各项工作带来更大的不确定性。而且，随着系统中的间歇性能源比重的增大，系统的波动性、反调峰特性等特点给系统运行带来深远影响，光伏发电出力的不确定性与随机性带来更多的电压波动、电压越限、电网安全性问题。

Monte-Carlo抽样模拟算法是解决随机模拟计算的常用方法，大量的模拟计算可以精确地获得模拟对象的概率描述。在电力系统随机潮流计算过程中，Monte-Carlo抽样获得的随机数要满足一定的条件约束，这对模拟结果的精确性非常重要。

有鉴于此，本发明提供一种考虑大规模光伏并网发电系统的概率潮流计算方法，以满足实际应用需要。

发明内容

本发明的目的是：为克服现有技术的不足，本发明提供一种考虑大规模光伏并网发电系统的概率潮流计算方法，从而根据典型日下的光照强度精确地模拟含大规模光伏并网发电系统的概率潮流。

本发明所采用的技术方案是：一种考虑大规模光伏并网发电系统的概率潮流计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）建立典型的并网型大规模集中式光伏并网发电系统的U-I特性数学模型，该模型能够根据光照条件的变化自动调整参数，同时，该模型的建立也需要光伏电池的技术参数；

2）采用基于MPPT控制算法计算典型日光照强度下大规模集中式光伏发电系统输出功率的最大值，并计算输出功率的均值和均方差；

3）确定系统网架，考虑电源出力约束，根据系统中电源和负荷的概率参数进行Monte-Carlo抽样；

4）考虑节点电压约束，根据牛顿-拉弗逊算法计算电力系统的概率潮流。

如上所述的考虑大规模光伏并网发电系统的概率潮流计算方法，其特征在于，所述的步骤1）中典型的并网型大规模集中式光伏发电系统的U-I数学模型需要根据光伏电池的技术参数自动调整U-I函数的关系，在不同的光照强度和环境温度下，光伏电池技术参数具体修正方法如下：

其中，为短路电流，为开路电压、为最大功率点电流，为最大功率点电压，以上四个参数均为光伏电池技术参数；为、、、在不同环境下的修正值，a、b、c、d、e分别是电流温度系数、电流光照强度系数、修正常数、电压温度系数、电压光照强度系数，典型值为a=0.0025/℃，b=7.5e-5m2/W，c=0.5，d=0.0028/℃，e=8.4e-5m2/W；为标准光照强度，取1000W/m2，S为每月典型日的实时光照强度；为参考温度，取为25℃，为一天各时刻的气温值，为典型日的气温最大值和最小值，为一天最高气温出现的时刻，一般认为是14:00。

如上所述的考虑大规模光伏并网发电系统的概率潮流计算方法，其特征在于，所述的步骤2）中MPPT控制算法采用典型的根据U-I特性直接求解最大功率点的算法，最大功率点判别条件为，符合条件的P为此刻光照强度下光伏发电系统的理论最大功率，从而得到大规模光伏并网发电系统的输出功率为：

其中，为在不同温度时光伏组件的效率，为参考温度下的光伏组件效率，为光伏组件温度系数，一般取为0.003~0.005，为光伏电站经过控制组件和逆变组件这些电子元件的效率，另外，如果，为光伏并网发电系统输出门槛值，光伏并网系统关闭，此时系统输出为0。