[发明专利]电力互联系统可再生能源消纳能力评估分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力互联系统中可再生能源并网仿真领域的计算方法，具体涉及一种基于有效容量分布法的电力互联系统风电消纳能力评估方法。

背景技术

近年来，电网电源规模整体呈现快速增长态势，其中可再生能源增长占主导地位。然而可再生能源的随机性和间歇性特点使得大规模可再生能源并网后，系统对备用容量的需求大幅增加。许多地区常规机组的调节能力已无法满足可再生能源调节需求，这将导致局部地区可再生能源消纳空间缩减，弃风弃光问题突出。数据显示，截至2016年底，我国风电装机14864万千瓦，太阳能发电装机7742万千瓦，弃风396亿千瓦时，弃光69亿千瓦时。其中，弃风弃光主要集中在新疆、甘肃两省区，新疆、甘肃合计弃风电量占全网总弃风电量的61％，弃光电量占全网总弃光电量的80％。为解决弃风弃光问题，跨区甚至跨国电力互联是当下所需的重要能源战略。通过特高压技术构建跨区能源电力互联网，有利于促进区域电力跨境优化配置并更合理地利用动力资源，有助于充分利用各系统备用容量，并可根据不同地区负荷峰谷的时间差消除可再生能源出力波动性对系统的影响，进而扩大可再生能源平衡区域范围，提高可再生能源并网消纳规模，达到大大减少化石能源使用带来的对环境、气候的负面影响。

电力系统平稳运行的一个基本条件是系统调节能力必须大于负荷的变化。由于风、光的资源特性，新能源出力存在随机性和波动性。风电日波动最大幅度可达装机容量的80％，且呈现一定的反调峰特性。光伏发电受昼夜变化、天气变化、移动云层的影响，同样存在间歇性和波动性。可再生能源高比例接入电力系统后，增加了系统调节的负担，常规电源不仅要跟随负荷变化，还需要平衡新能源的出力波动。可再生能源出力超过系统调节范围时，必须控制出力以保证系统动态平衡，就会产生弃风、弃光现象。可再生能源消纳问题与系统调节能力密切相关。因此系统调峰能力是影响风电消纳能力的关键因素之一。

此外，电力互联系统中，电网输送能力对风电消纳能力同样起到举足轻重的作用。由于互联系统可以利用各系统负荷特性之间和发电机组强迫停运之间的分散性并相互提供支援容量，因此，各个系统具有比单独运行时更高的充裕度；反之，如保持与未互联时相同的可靠性水平，则互联的结果可使各系统所需的备用容量减少。互联取得的实际效益与各个系统的装机容量和类型，联络线的传输容量及强迫停运率，各系统的负荷水平、相关性和不确定性，以及在紧急情况下系统之间相互至支援的协议形式等因素都有关。因此，如何在系统安全、可靠运行的前提下，综合考虑影响可再生能源消纳能力的种种因素尤为重要。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种电力互联系统可再生能源消纳能力评估分析方法，该方法能够直观、准确地表征各区域送点、输电的情况及各时刻系统的风电消纳空间；规划阶段可依据准则评估系统性能，识别系统的薄弱环节；运行阶段可确定互联系统的送受电力和电量。

为实现上述技术目的，本发明采取以下技术方案：

1.一种电力互联系统可再生能源消纳能力评估分析方法，包括以下步骤：

1)获取各发电机组的相关参数及负荷数据

发电机组相关参数包括发电机组的类型、容量、台数，还需火电机组的平均煤耗率、强迫停运率、最小技术出力、爬坡率、所需检修时间及燃料价格；风电机组所在地区的历史出力统计；光伏机组所在地区的日出力曲线；负荷数据包括各个地区的典型日负荷曲线或年负荷曲线；

2)设定模拟运行周期T

模拟运行周期T设为一天24小时的短期评估，或为一年8760小时的长期评估；

3)根据光伏出力预测曲线修正原始负荷曲线

根据风电出力预测建立风电出力模型，用于求解风电预测偏差有效容量分布；将风电出力偏差划分为多个状态，统计得到各个状态相应的概率p，卷积得到风电有效容量分布的预测曲线；

4)计算t时刻各区域最小出力

各区域最小出力根据上一时刻的出力及机组爬坡速率求得；首次计算所用的各区域最小出力为当日必开火电机组最小开机出力之和；

5)比较净负荷及各区域最小出力，确定支援区、受援区，并通过基于有效容量分布的随机生产模拟确定受援所需电量期望值及受援概率；

6)根据支援区有效容量分布求得该区域剩余有效容量分布，并建立输电线路模型以得到有效输电容量分布，结合支援区域剩余有效容量分布求得有效电力支援容量分布；

7)面对受援区电量不足期望值由各支援区有效电力支援容量分布确定各区支援量及各机组发电量与可靠性指标；

8)对可再生能源消纳能力进行评估