[发明专利]考虑电网输送风电适应性的网架扩展方法

说明书

技术领域

本发明涉及输电技术领域，特别是涉及一种考虑电网输送风电适应性的网架扩展方法。

背景技术

电网输送风电适应性的是指在风电无法本地消纳的地区，需要经过电网外送的风电，需经过电网变压器升压，经电网输电控制断面外送，电网输送风电的适应性对于风电弃风起着关键作用，如果电网变压器容量和输电断面能够满足风电输送，将不会发生由于电网约束导致的风电消纳受限，即弃风，因此在电力市场改革的环境下，需要提出一种考虑适应风电消纳代价和电网扩建成本均衡性的方法，对于源网协调发展具有重要的意义。

随着经济快速发展与人民生活水平的不断提高，我国对能源的需求持续增长，但能源与环境间的矛盾也日趋突出，能源清洁化发展需求越发强烈。当前，我国经济发展模式面临转型，传统的高能耗、高排放、高污染的能源模式已经无法适应我国未来发展需求。面对这一趋势，能源革命已经势在必行、刻不容缓。为满足我国绿色低碳发展需求，实现经济与环境的共赢，目前我国正全面推动能源转型，逐步优化能源供给结构，其中可再生能源扮演着决定性角色。我国风电、太阳能资源十分丰富，且集中分布于东北、华北和西北，简称“三北”地区，由于风、光等新能源出力具有随机性、间歇性、波动性的特点，其大规模集中并网情况下的消纳一直是难题，而我国新能源与负荷中心逆向分布，远距离外送消纳面临更大需求。近年来，随着可再生电源的大规模开发，我国局部地区消纳矛盾逐渐凸显，出现了严重的弃风、弃光问题，引发了社会的广泛关注。

影响风电消纳的因素较为复杂，主要包括电源建设时序、常规电源调峰运行约束、电网输电容量(能力)约束、需求侧响应等，当上述因素不能满足时，均可能产生弃风。风电年利用小时数较低，若建设风电外送电网工程和选择汇集升压站主变容量时，仅简单的按照满足风电装机容量设计，一定能够从电网输电容量(能力)上满足风电输送，由于风电利用小时数较低，这样选择主变容量或设计电网输电断面能力将导致建设的相关输变电工程经济性较差。考虑到电力传输的高效性与经济性，需要一种方法，在考虑电网输送风电的适应性评价的基础上，综合权衡网架扩展的合理性，用于电网扩展决策。

风电弃电量主要是表征风电未被消纳的电量，目前，衡量输电网原因导致的风电弃风指标主要包括，月度风电弃电量指标，年度风电弃电量，月度风电弃电量同比增速，年度风电弃电量同比增速。现有的指标大多从风电弃电量进行考虑，没有考虑风电弃电功率，包括风电弃电最大功率，及弃电功率概率分布等因素，因而现有的评价结果往往无法用于指导电网扩展性规划。

衡量电网扩展经济性的指标主要包括，新建变压器投资，新建输电线路投资等初投资指标，以及全寿命周期成本指标，而现有的指标一般应用于不同电网扩展方案的经济性比较，尚未提出结合经济性和可靠性等方面的考虑风电弃电的电网扩展综合决策方法。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种科学合理，适应性强，效果佳，应用价值高的考虑电网输送风电适应性的网架扩展方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种考虑电网输送风电适应性的网架扩展方法，其特征是，它包括以下步骤：

1)建立考虑电网输送风电适应性的网架扩展指标体系

(a)针对风电集中开发外送区域，对影响风电消纳的输电网升压变，外送输电断面进行筛选，需要对一段时间的集中开发风电并网点的功率与升压变功率、输电断面功率进行相关性分析，并筛选相关性较强的升压变、输电断面作为后续适应性分析和网架扩展合理性分析的评价目标；

(b)对筛选出的、与风电外送消纳密切相关的输电网升压变和输电断面进行影响因素的分析，建立电网输送风电适应性评价指标体系，所述评价指标体系分为两级：一级指标包括电网容量限制的风电弃风指标，可靠性指标和电网扩展经济性指标；所述一级指标的可靠性指标包括：切负荷风险，电量不足期望值；所述一级指标的电网扩展经济性指标包括：全寿命周期投资成本，风电弃电量减少效益，电量不足导致的停电损失；二级指标包括主变约束风电弃风最大功率指标、主变约束弃风功率概率分布、主变约束弃风电量指标、输电线路能力约束弃风最大功率指标、输电线路能力约束弃风功率概率分布、输电线路能力约束弃风电量指标；

所述各评价指标的计算公式如下：

主变约束弃风最大功率的计算为式(1)：

PTL＝max(PTL_i,t_i) (1)

式中PTL_i为系统t_i时刻的主变约束风电弃风功率；