[发明专利]一种接入柔性直流电网的新能源外送能力评估方法及系统

说明书

本发明提供的一种接入柔性直流电网的新能源外送能力评估方法及系统，将预先建立的交直流混合系统划分为供电区域和受电区域；采用内点法求解风光抽联合运行优化模型，获得供电区域最大外送电量；其中，风光抽联合运行优化模型包括基于所述受电区域的消纳极限定义的供电区域的约束条件和目标函数。

技术领域

本发明属于电力系统自动化领域，具体涉及一种接入柔性直流电网的新能源外送能力评估方法及系统。

背景技术

随着能源结构的调整，新能源的开发规模逐渐加大。世界各地对新能源的应用日益广泛，截止2016年底，中国风电和太阳能并网装机容量分别达到1.47亿千瓦和7800万千瓦。然而传统技术在新能源规模化接入电力系统时面临了许多现实问题。因此，具备快速灵活的可控性、高度的紧凑性及优良的环境适应性的柔性直流输电技术在汇集新能源的并网中得到广泛应用。风电与光伏出力的波动性和间歇性给电力系统的安全稳定运行带来了挑战，利用储能系统与风电场、光伏电厂配合运行是改善风光出力特性，提升能源利用率的有效途径。其中，抽水蓄能以其成本低、容量大、寿命长等优势备受关注，成为最为成熟的储能技术之一。研究风电、光伏、抽水蓄能联合运行系统的供电能力如何，怎样协同调度风光抽出力才能获得联合系统平稳出力，并最大限度利用风光能量，对推进风电、光伏大规模并网有重要意义。

现阶段对新能源电站与抽水蓄能联合运行系统的研究主要集中在两个方向：电站容量规划与运行优化调度。其中，对于联合系统运行调度的研究主要集中在提升系统运行的经济性，或是优化联合系统功率输出特性以提升系统稳定性，没有针对系统运行汇集新能源外送能力的分析研究，所提优化调度方法在对跨区外送新能源、提高清洁能源利用率的效果上缺乏一定说服力。目前针对柔性直流电网汇集风电、光伏、抽蓄发电等新能源最大外送极限缺少相关分析计算的方法。而且现有技术缺少针对风电光伏新能源与抽水蓄能联合运行系统供电能力的研究。

发明内容

为了弥补现有技术的缺陷，本发明提出一种接入柔性直流电网的新能源外送能力评估方法及系统，针对经由多端柔性直流电网连接的风光抽联合供电系统的供电能力展开研究，在柔直电网外送端汇入新能源最大供电量，通过风光抽联合运行优化调度提升风光能量利用率，从而得到风光抽联合运行的最大外送能力。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

一种接入柔性直流电网的新能源外送能力评估方法，所述方法包括：

将预先建立的交直流混合系统划分为供电区域和受电区域；

采用内点法求解风光抽联合运行优化模型，获得供电区域最大外送电量；其中，

所述风光抽联合运行优化模型包括基于所述受电区域的消纳极限定义的供电区域的约束条件和目标函数。

优选的，所述将预先建立的交直流混合系统划分为供电区域和受电区域包括：

将风电场、光伏电站、抽水蓄能电站与柔性直流系统并网，构成交直流混合系统；

所述交直流混合系统包括：联合供电系统和交直流系统；

将所述交直流系统定义为受电区域，将所述联合供电系统定义为供电区域；其中，所述

联合供电系统包括：通过柔性直流线路相互连接风电场、光伏电站和抽水蓄能电站。

优选的，基于受电区域的消纳极限，定义供电区域的约束条件和目标函数包括：

以单日内联合供电系统最大外送电量为供电区域的目标函数，并基于供电区域的影响因素方程添加柔性直流系统不等式约束、抽水蓄能电站不等式约束、风电场与光伏电站实际出力不等式约束和联合供电系统外送功率不等式约束，作为供电区域的约束条件；其中，

所述柔性直流系统不等式约束包括：直流节点电压约束、换流器交流侧电压约束、调制比约束、VSC热容量约束和直流线路最大允许电流约束；