[发明专利]一种风电消纳能力分析方法

说明书

本发明属于电网运行安全领域，尤其涉及一种风电消纳能力分析方法。本发明包括以下步骤：采集电网参数，设置初始风电输出功率；设置风电输出功率；计算系统可承受的最低频率；计算系统系统频率波动率；利用得到的系统可承受的最低频率和系统频率波动率，进行判定和计算，最终得到系统的风电消纳能力。本发明通过分析风电接入后系统出现功率波动时，频率最低点和频率波动率都能在允许范围内，充分考虑风电接入对系统动态性能的影响，达到准确计算系统对风电的消纳能力，保证电网的安全稳定运行。

技术领域

本发明属于电网运行安全领域，尤其涉及一种风电消纳能力分析方法。

背景技术

近年来，风力发电在国家政策支持和新能源技术的驱动下得到了迅猛发展。然而由于风电的随机性和间歇性，其大规模并网给电力系统的安全稳定运行和经济调度带来了巨大风险和挑战。如何评估风电场最大可装机容量即风电准入容量成为风电场规划阶段需要解决的关键问题之一。

传统的风电场准入容量主要以静态安全为约束，考虑电压、电流、电能质量等指标，通过智能优化算法进行求解，计算繁琐且无法全面考虑系统的运行方式和风速条件，在实际工程应用中有很大的局限性。考虑到静态约束方法无法全面反映风电接入后的动态效应，动态数字仿真法被提出用于分析风电功率调整时，对系统的功率能量和安全稳定边界的影响，但该方法需要重复迭代仿真，工作量较大并且无法分析系统的频率变化。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种风电消纳能力分析方法，其目的是为了通过分析风电接入后系统出现功率波动时，频率最低点和频率波动率都能在允许范围内，充分考虑风电接入对系统动态性能的影响，达到准确计算系统对风电的消纳能力，保证电网的安全稳定运行的发明目的。

为了实现上述发明目的，本发明是采用以下技术方案来实现的：

一种风电消纳能力分析方法，包括以下步骤：

步骤1.采集电网参数，设置初始风电输出功率；

步骤2.设置风电输出功率；

步骤3.计算系统可承受的最低频率；

步骤4.计算系统系统频率波动率；

步骤5.利用得到的系统可承受的最低频率和系统频率波动率，进行判定和计算，最终得到系统的风电消纳能力。

所述步骤1中设置初始风电输出功率，包括：初始风电输出功率PW₀，设置i＝1。

所述步骤2中设置风电输出功率，包括：设置风电输出为PW_i＝PW₀+(i-1)ΔPW，ΔPW为单次风电功率增加量。

所述步骤3中计算系统可承受的最低频率，包括：选择切除电网中输出功率最大的同步电机c，计算系统可承受的最低频率；其中：

步骤3.1在t0时刻，关闭输出功率最大的同步电机c，计算此时系统频率；

步骤3.2在不同时刻切除发电机c，计算系统可承受的最低频率。

所述步骤3.1在t0时刻，关闭输出功率最大的同步电机c，计算此时系统频率为：

式中：f_c,i表示第i次迭代切除发电机后的系统频率；k为发电机编号；H_k为发电机惯性常数；S_k为发电机额定容量；ω_k为发电机转速；i表示风电功率增加次数。

所述步骤3.2在不同时刻切除发电机c，计算系统可承受的最低频率为：