[发明专利]一种长距离输电型电网光伏最大消纳能力的确定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种长距离输电型电网光伏最大消纳能力的确定方法，属于新能源发电技术中的电源规划技术领域。

背景技术

大型并网光伏电站不仅能够为公共电网提供数量可观的清洁电力，而且有利于新型光伏发电技术的规模化应用，促进光伏发电成本降低。但近年来西北部分地区光伏电站装机规划容量超过预期，供应的电能已经远远超过地区需求，导致电能送出压力增大，不可避免地降低了该地区的光伏消纳率，弃光现象严重。与此同时光伏发电的天然波动性与随机性也对电力系统安全稳定运行带来更大的挑战，因此大规模光伏电站并网消纳能力的问题逐渐引起了研究人员的重视。

为更大能力消纳新能源电力并杜绝严重的弃光现象，缓解电网新能源严重受限的矛盾，目前已有相关研究表明调整电厂火电开机方式可促进新能源的消纳。考虑到新疆、甘肃等地区具有较丰富的水电资源，将水电、火电和光电联合运行，可利用水力和火力发电的可调节能力，通过经济调度的方式促进清洁及可再生能源的并网，减少弃光量，增加并网效益。但当并网光伏电站容量达到较高水平时，在多种电源经济调度后依旧会出现弃光现象。尤其是在新疆、甘肃等地区，电网网架结构相对薄弱、负荷水平较低，因此电网网架结构成为光伏电站并网运行的重要约束，因此有必要研究地区的光伏最大消纳量或并网光伏电站的极限容量，为大型光伏电站的容量规划提供依据。

目前国内光伏最大消纳量确定方法并不完善，通常只针对单独的光伏电站的安全性角度出发，没有考虑与其他类型电源的联合调度，或是简单地采用数学优化方法，其结果通常是满足特殊条件或极端条件下，导致光伏最大消纳量的确定存在一定偏差。

发明内容

本发明的目的是提供一种考虑断面功率约束并利用多种电源优化调度结果的长距离输电型电网光伏最大消纳能力的确定方法。

为了达到上述技术目的，本发明的技术方案是：

一种长距离输电型电网光伏最大消纳能力的确定方法，包括如下步骤：

(1)利用潮流和稳定计算软件对长距离输电型电网各主要断面进行N-1故障分析，校核系统的安全性，以此确定各断面功率传输的极限值。

(2)根据历史运行水文信息及各地区负荷信息确定日前调度计划下考虑库容及灌溉需求的可利用水电和各地区负荷曲线，根据功率预测信息确定日前调度计划下的光电发电功率、根据电网运行的火电机组检修计划及断面功率约束经系统安全稳定性校核后确定火电最小开机方式；设定优化调度模型中光伏发电的初始比例。

火电最小开机方式的确定是根据夜间长距离输电型电网各断面功率不超过受入极限方式下的各地区火电机组最小开机量。

(3)以水电、光电及火电多电源系统并网效益最大化和光伏消纳最大化为目标构建优化模型，优化求解当前光伏开机比例下水电、光电及火电各自的输出功率，计算此时光伏消纳率；

其中优化目标函数为

式中：T为日调度总时段；N_s为区域光伏电站总数；N_w为区域水电机组总数；P_s.i.t为光伏电站i在t时段的输出功率；P_w.i.t为水电机组i在t时段的输出功率；c_s和c_w分别为光伏发电和水力发电的效益；

约束条件为：

P_w.i.min≤P_w.i.t≤P_w.i.max(i＝1,2,...,N_w)

P_G.i.min≤P_G.i.t≤P_G.i.max(i＝1,2,...,N_G)