[发明专利]考虑系统频率二次跌落的风电穿透功率极限分析方法

说明书

本发明公开了一种考虑系统频率二次跌落的风电穿透功率极限分析方法。该方法为：首先构建风电穿透功率极限计算模型，设置系统信息及初始参数，随机生成控制变量初始值和粒子初始速度；根据动态潮流计算出风电机组参与调频后进行二次跌落的系统频率值并设为约束；然后计算粒子在各个风速样本下的系统潮流，判断是否满足约束；将约束加入适应度函数，计算各粒子适应度值，获取个体最优值和全局最优值，并更新各粒子速度和位置；接着判断是否满足最大迭代次数，若不满足则返回重新计算粒子在各个风速样本下的系统潮流，若满足则输出最优决策变量以及风电穿透功率极限值。本发明能够有效地计算出在风电参与调频后进行二次跌落情况下的风电穿透功率极限值。

技术领域

本发明属于电力系统及其自动化领域，特别是一种考虑系统频率二次跌落的风电穿透功率极限分析方法。

背景技术

当今社会，能源的可持续发展与可靠供应是社会发展的重要保障，人类的发展进步离不开能源的使用。一直以来，一些化石能源，如煤炭、石油、天然气等等，作为人类的主要消耗能源供给，但这类能源属于不可再生能源，将会面临能源耗尽的问题，并且对地球的生态环境造成严重影响，带来温室效应等问题。因此，为了人类社会的可持续发展，一些可再生新能源，如风能、太阳能、潮汐能、生物质能等等，成为研究热点。

随着风力发电的大力发展，风电并网所造成的影响也逐步受到重视和研究。由于风力发电具有明显的不确定性，风电并网对电力系统所造成的影响也可以说是不确定性的。假如风电场的并网装机容量是一定的，此时若风电场所捕获风速突然大幅度增大，那么风电场的整体出力也会相应增大，导致系统频率发生短暂性的波动，若频率波动超出系统所允许的最大波动范围，将会对系统的稳定运行造成严重影响，甚至会扩大故障范围，导致严重事故。

因此，评估一个系统可以接纳的最大风电容量，即风电接入能力，是风电场规划阶段迫切需要解决的关键问题，也是对大规模风电接入后的系统进行分析时所要解决的首要问题。风电穿透功率极限是评估风电接入能力的一个主要指标，然而目前对于它的定义还存在着多种形式。根据我国的实际情况，风电穿透功率极限均定义为系统能接受的最大风电场装机容量占系统负荷的百分比。

发明内容

本发明的目的在于提供一种考虑系统频率二次跌落的风电穿透功率极限分析方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种考虑系统频率二次跌落的风电穿透功率极限分析方法，包括以下步骤：

步骤1、构建考虑含有风电机组的系统频率二次跌落的风电穿透功率极限计算模型，并设置系统信息以及粒子群算法初始参数，随机生成控制变量初始值和粒子初始速度；

步骤2、根据动态潮流计算出风电机组参与调频后进行二次跌落的系统频率值并设为约束；

步骤3、计算粒子在各个风速样本下的系统潮流，判断是否满足约束，若满足所有约束则记录该风速及对应的系统潮流，若不满足则剔除该组数据；

步骤4、将步骤3得到的合格系统潮流加入适应度函数，计算各粒子适应度值，获取个体最优值和全局最优值，并更新各粒子速度和位置；

步骤5、判断更新粒子速度和位置次数是否满足最大迭代次数，若不满足，则返回步骤3；若满足，则执行步骤6；

步骤6、输出全局最优值作为最优决策变量，输出目标函数作为风电穿透功率极限值。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：(1)能够有效地计算出考虑系统频率二次跌落的风电穿透功率极限值，对风电场的规划设计具有指导意义；(2)针对系统调频后二次跌落的特性，传统最优潮流无法直接运用于风电接入能力计算，综合考虑多个影响风电接入的制约因素，全面考虑调频过程中电网频率的动态变化以及频率二次跌落的问题，有效地计算出考虑系统频率二次跌落的风电穿透功率极限值。

附图说明

图1是本发明考虑系统频率二次跌落的风电穿透功率极限分析方法的流程图。