[发明专利]一种含风、光电源的电力系统结构调度方法

说明书

本发明公开了一种含风、光电源的电力系统输电网结构优化方法，所述方法将电网输电元件运行状态纳入电力系统经济调度模型，所提模型由粒子群算法和非线性规划内点法组合求解。本发明对电网中常规及可再生能源发电机组有功出力和电网输电元件状态进行预先决策，在保证电网电压支撑的前提下提高电网运行的经济性，缓解可再生能源消纳的矛盾以在更大范围内接纳可再生能源发电，在可再生能源大规模并网的背景下电力系统的经济调度提供了一种行之有效的方法。

技术领域

本发明涉及电气工程领域，尤其涉及用于电力系统短期运行调度的一种含风、光电源的电力系统结构调度方法。

背景技术

目前，资源、环境问题迫使电力系统向清洁化方向发展。在现有的可再生能源中，风能和太阳能无疑是当前研究的热点。可再生能源大规模并网改变了传统的发电负荷平衡模式，传统的可调度的化石能源发电逐步让位于可再生能源发电，系统的源荷间的矛盾日趋突出。此外，系统中具有主动励磁调节的同步发电机占比日趋减少，而风电、光伏等依赖于系统电压支撑的异步发电形式日渐增加，电压支撑的情况面临紧张局面。电网对发电与负荷间的功率平衡起到重要的支撑作用。早期的电力系统经济调度通常在固定的电网结构下进行，这一定程度上降低了系统运行灵活性和经济性。近年来，有学者提出考虑电网结构变化的经济调度方法，然其主要基于直流潮流，未考虑电压的影响，这可能导致决策结果在实际系统中不可行或不经济。继而，交流潮流下的输电网结构调度方法被提出，然其缺乏对节点上的风、光电压特性分析，仍存在局限性。为此，研究可再生能源并网背景下的输电网结构调度技术，通过输电网结构优化对包含可再生能源的电力系统予以改善，有利于缓解可再生能源消纳矛盾，同时提高系统运行的经济性。

现有技术公开了一种优化分布式能源接入点和接入比例的电力网络重构方法，对分布式能源存在情况下的电力网络进行优化重构，分析两种或以上分布式能源接入系统时的接入点优化选取方法、接入有功容量计算方法和接入前后系统潮流的计算方法，调整风电和光伏两种分布式能源接入点和接入比例，分析不同接入比例时对系统经济性的影响，给出系统优化措施。

现有技术公开了一种基于灵敏度分析的网络重构方法，该以网损最小为目标函数建立网络重构模型，利用灵敏度计算，快速准确的找到最佳的操作开关，得到指定目标函数下的最优网络结构，其潮流计算次数较少，且逐步逼近最优目标。

现有技术公开了一种计及电网拓扑优化的电力系统经济调度方法，将电网拓扑优化纳入电力系统经济调度模型，并计及电网拓扑连通性条件，提出以常规发电机组有功功率和电网输电元件状态为决策量的电力系统调度模型。该模型的决策结果，在保证电网运行安全的前提下提高电网运行的经济性，提高系统发电负荷功率平衡能力以在更大范围内接纳可再生能源发电以及有效缓解放弃可再生能源发电或切负荷情况。

以上方案在面对网络拓扑优化及网络重构问题时，提出了多种电网络重构方法，但随着分布式能源大规模接入配电网，其愈发显现出有源网络特性，源在时空分布上的不均衡性导致输配电难以清晰分离，在固定电网结构下运行的系统势必会出现源、网间的矛盾；现有技术提出的计及电网拓扑优化的电力系统经济调度方法对输电网进行结构优化，提高了现有网络的利用率和系统运行的灵活性，但其优化过程并未考虑电压影响的因素。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种含风、光电源的电力系统结构调度方法，本方法通过输电网结构优化对包含风、光电源的电力系统运行模式优化，决策电网中常规及可再生能源发电机组有功出力和电网输电元件状态，以缓解可再生能源消纳矛盾，同时提高系统运行的经济性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种含风、光电源的电力系统结构调度方法，包括以下步骤：

(1)给定常规发电机组成本系数及出力上下限，输电支路电阻值、电抗值及最大传输容量，系统负荷，电压相角上下限值，风电机组、风电场以及光伏电场相关参数数据；