[发明专利]一种电力系统新能源接纳能力的分析方法

权利要求书

1.一种电力系统新能源接纳能力的分析方法，其特征在于，所述分析方法包括以下步骤：

S1：将一个研究周期分成T个时段，采用等备用容量法在T个时段内安排全部参与检修的设备检修，形成负荷、火电机组、水电机组、新能源机组和线路一个研究周期的时序状态；

S2：建立电力系统新能源最优接纳能力模型，根据负荷、火电机组、水电机组、新能源机组和线路在时段t的时序状态，以电力系统运行成本和切新能源量最小为目标函数进行求解；若存在满足模型运行约束条件的最优解，则进入步骤S3；若不存在满足模型运行约束条件的最优解，则进入步骤S4；其中，t＝1,2,…,T；

S3：确认电力系统在时段t能够接纳全部新能源发电量，根据所述电力系统新能源最优接纳能力模型，求得在时段t满足模型运行约束条件的最大新能源可接纳电量及相应的运行成本；

S4：确认电力系统在时段t不能接纳全部新能源发电量，根据所述电力系统新能源最优接纳能力模型，求得在时段t满足模型运行约束条件的新能源可接纳电量及相应的运行成本，并统计电力系统不能接纳全部新能源发电量的原因。

2.根据权利要求1所述的电力系统新能源接纳能力的分析方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下步骤：

S11：建立等备用容量检修模型：

目标函数：

ΔP_e＝ΔP_f(1)

其中，将一个研究周期分成T个时段，t＝1,2,…,T；e∈t；f∈t；ΔP_t表示时段t电力系统的净备用容量；

约束条件：

(1)一台机组开始检修后必须在连续的时间内完成：

Σt=tktk+tk′-1mkt=tk′---(2)]]>

其中，S表示一个研究周期内参与检修的设备的集合，S＝{1,2,…,K}，k∈S；t_k表示设备k检修开始的时段；t′_k表示设备k检修持续的时间段；m_kt表示时段t设备k的检修状态，取0表示在时段t设备k无检修，取1表示在时段t设备k检修；

(2)同一时段内安排检修的设备数量不能超过特定数量：

Σk=1Kmkt≤Vrt---(3)]]>

其中，t＝1,2,…,T；V_rt表示在时段t内可同时检修的设备的最多数量；

(3)设备k相邻两次检修的间隔时间不能低于特定时间：

t_k2-(t_k1+t′_k)≥W(4)

其中，t_k1为设备k相邻两次检修中在先次检修的起始时刻；t_k2为设备k相邻两次检修中在后次检修的起始时刻；W为设备k相邻两次检修的最小间隔时间；

(4)水电机组不安排在丰水期检修；

S12：将参与检修的设备按特定顺序排列，在负荷曲线上采用启发式方法每次均从电力系统净备用容量最大的时段开始，依序逐台将参与检修的设备容量叠加在选定时段的负荷曲线上，直至将全部参与检修的设备安排完毕，使所述等备用容量检修模型的目标函数在模型运行约束条件下趋向于最优，形成负荷、火电机组、水电机组、新能源机组和线路一个研究周期的时序状态；其中，所述特定顺序为参与检修的设备容量从大到小的顺序，或者参与检修的设备容量乘以对应设备需要安排的检修时间之后所得乘积从大到小的顺序。

3.根据权利要求1所述的电力系统新能源接纳能力的分析方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下步骤：

S21：建立电力系统最优接纳能力模型：

以电力系统运行成本和切新能源量最小为目标函数：

MinΣi=1NCp,i(Pi,t)---(5)]]>

其中，N表示火电机组的数量；P_i,t表示火电机组i在时段t的出力；C_p,i(P_i,t)表示火电机组i在时段t的运行费用：

Cp,i(Pi,t)=aiPi,t2+biPi,t+ci---(6)]]>

其中，a_i、b_i、c_i为火电机组的运行费用参数；

约束条件：

(1)节点功率平衡约束：

Σi=1NPi,t=PL,t-PH,t-PR,t+PR,tA+Bθ---(7)]]>

其中，P_L,t表示负荷在t时段的值；P_H,t表示水电机组在t时段的出力；P_R,t表示新能源机组在t时段的出力；表示新能源机组在t时段的功率切除量；B表示节点导纳矩阵的虚部；θ表示节点电压相角向量；

(2)火电机组出力约束：

P_Gmin,i＜P_i,t＜P_Gmax,i(8)

其中，P_Gmin,i表示火电机组i的最小出力；P_Gmax,i表示火电机组i的最小出力；

(3)火电机组爬坡能力约束：

Psr,up=Σi=1N(Pi,t-PGmin,i)>Pup,sPsr,dn=Σi=1N(PGmax,i-Pi,t)>Pdn,s---(9)]]>

其中，P^sr,up表示电力系统的上旋转备用；P^sr,dn表示电力系统的下旋转备用；P^up,s表示电力系统的上旋转备用的允许最小值；P^dn,s表示电力系统的下旋转备用的允许最小值；

(4)线路有功潮流约束：

P_l＜P_l,max (10)

其中，P_l表示线路l上流过的有功功率；P_l,max表示线路l上允许流过的最大有功功率；

支路g-h有功潮流P_gh的计算公式为：有功潮流的方向由节点g到节点h为正，

Pgh=θg-θhxgh---(11)]]>

其中，g表示支路g-h的首端节点；h表示支路g-h的末端节点；θ_g表示节点g电压相角向量；θ_h表示节点h电压相角向量；x_gh表示支路g-h的电抗；

(5)新能源机组出力切除量的约束：

0≤PR,tA≤PR,t---(12)]]>

步骤S22：根据负荷、火电机组、水电机组、新能源机组和线路在时段t的时序状态，求解所述电力系统新能源最优接纳能力模型；若存在满足模型运行约束条件的最优解，则进入步骤S3；若不存在满足模型运行约束条件的最优解，则进入步骤S4；其中，t＝1,2,…,T。