一種基于電網調峰能力的風電消納評估方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種風電消納能力評估方法，尤其是能計算出區域電網單日或年可接 納最大風電容量的評估方法。
【背景技術】
[0002] 伴隨著風電的快速發展，風能的隨機性和間歇性對電網運行提出新的要求，風能 作為一種清潔能源不能得到有效的消納。電網中開始出現大規模棄風現象，運對電網的安 全、穩定、經濟運行造成影響。針對運個問題，人們提出了各種解決策略，其中，孔濤等在專 利"一種電網風電消納能力的確定方法及系統"（申請號20 1210019317.0,公開號 103 219748A)中提出通過采集負荷數據、機組數據、外來電功率，并對機組出力進行調整，最 后統一優化，得到風電出力的最優解;孟慶天等在專利"一套計算電網風電消納能力的方 法申請號201210414582.9,公開號102915396A)中提出建立兩個數學模型計算風電消納 能力，并建立一個實際電網仿真系統來驗證模型結果，合格即采用。黎靜華等在專利"電力 系統風電消納能力評估方法"（申請號201410006421.5,公開號103810535A)中提出根據歷 史風電和負荷數據挖掘風電和負荷的隨機統計規律從而建立Ξ維曲面模型和求解方法。李 談等在專利"一種區域電網風電發展的規劃方法"（申請號201410139069.2,公開號 103955862A)中提出在連續時間序列上分析風電電量消納情況及常規電源運行情況。張爽 等在專利"一種新能源發電在線接納能力評估方法"（申請號201410456673.8,公開號 104201673A)中提出通過確定目標函數和各種約束函數建立評估模型，通過輸入在線數據， 計算出每個新能源發電站的電網接納能力，W及電網消納所有新能源發電站的能力總和。
[0003] 上述發明專利側重點各有不同，首先，上述發明專利均未從調峰電廠與不調峰電 廠所占比重運一角度對風電消納容量進行計算。事實上，風電消納能力在很大程度上取決 于調峰電廠與不調峰電廠的出力情況。在風電大量并網條件下，電網必須具備足夠的調峰 能力，才能平抑風電機組出力波動，保障風電及電網可靠運行。參與調峰電廠越多，機組容 量越大，消納風電的能力就越強。其次，上述專利所提方法均未考慮國家政策因素對風電消 納能力的影響。事實上，國家政策對風電消納能力的影響也是存在的，例如2009年《可再生 能源法》修訂時，國務院能源主管部口根據可再生能源的規劃，確定在規劃期內應當達到的 可再生能源發電量占全部發電量的比重，電網要按照運個比重，優先調度和全額收購可再 生能源發電，運直接影響著風電消納的比重。最后，上述發明專利所設及的流程均過于復 雜。事實上，在初始建立評估模型環節就可做到優化，其他各個環節也可W適當簡化。

【發明內容】

[0004] 為了克服現有計算風電消納能力算法的不足，有效評估電網消納風電容量的能 力，計算出區域電網單日或年可W接納的最大風電容量，為電網相關部口制定發電計劃提 供明確的依據，本發明提供一種基于電網調峰能力的風電消納評估方法。與已有方案相比， 該發明具有基于調峰電廠與不調峰電廠的劃分，引入國家政策影響因子，評估流程簡單明 確，能夠快速得到一定條件下最大風電消納容量等優點。
[0005] 本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:提供一種風電消納能力評估方法， 包括負荷評估，不參與調峰電廠出力評估，參與調峰電廠出力評估，聯絡線功率評估，最后 結合上述評估結果，根據算法公式進行風電消納能力評估。
[0006] 進一步地，所述負荷分為小地區負荷，大地區負荷，典型月份和季度負荷;風電出 力和水電出力分類方式也分為上述Ξ類W達到負荷參數統計的最優化。
[0007] 進一步地，規定不參與調峰電廠包括常規水電機組和已并網風電機組。特別的，在 北方供熱期，一般每年的11月至次年3月，供熱火電機組不參與調峰。
[0008] 進一步地，參與調峰電廠出力評估中對參與調峰電廠出力最小值數據提取的方法 是，提取系統不同時刻的啟停狀態，對應不同時段按照各機組啟停情況將屬于各地區的所 有啟動的可調峰電廠對應的常規調峰值進行求和計算，得到不同時段的調峰能力。
[0009] 進一步地，聯絡線功率評估時分別計算聯絡線進入該區域的輸入功率和該區域的 輸出功率，其中，地區聯絡線最大外送能力等于某時刻聯絡線首端地區為該地區的對應功 率上限之和減去末端為該地區的功率下限之和。
[0010] 進一步地，在對算法輸入參數的時候，必須先進行國家政策對風電消納影響評估， 并根據評估結果調整調峰電廠出力在計算公式中占的比例，在計算公式中引入參數Px來體 現運一點。
[0011] 其中，確定最大消納風電容量的算法是：
[0016] 上述式子中，Pg為主網內部電源有功出力，Pl為負荷，Pnut為聯絡線輸出功率，Pin為 聯絡線輸入功率，為參與調峰電源，P"G為不參與調峰電源，Pi為常規火電機組出力，P2為 抽水蓄能機組出力，P3為已并網風電機組出力，P4-般為常規水電機組出力，但供熱期，其調 整為常規水電機組出力和不參與調峰的供熱火電機組出力之和。
[0017] 進一步地，每一時刻系統可接納最大風電容量為
[0018] Pmax = Pl-Pg . min+Pout. max-Pin. in (5)
[0019]發電廠有功出力最小為
[0020] Pg. min = Pi. min+P2. min+Px+P3+P4 (6)
[0021 ]目標值最大消納風電容量為
[0022] Pmax = Pl- ( Pi . min+P2. min+Px+P3+P4 ) +Pout. max-Pin. min (7)
[0023] 上式中，Px為可變出力，根據國家政策要求進行調整;Pnut.max為聯絡線輸出功率最 大，Pin.min為聯絡線輸入功率最小，Pl.min為常規火電機組出力最小，P2.min為抽水蓄能機組出 力最小。
[0024] 日可接納最大風電容量為：
[0025]
(8)
[0026] 年可接納最大風電容量為
[0027]
[00%]式(9)中，1]1〇]11:11·^. day為第j個月份的天數，了為年利用小時數。
[0029] 具體的評估方法為:首先進行負荷評估，將負荷分別劃分為小負荷區域，大負荷區 域W及典型負荷區域，其中，小負荷區域按照地市來劃分，大負荷區域則按照風帶劃分，一 般會包括若干個市區，典型負荷則分為典型月份和季度負荷。將小地區和大地區負荷按照 典型月份或季度對應一天24個時段做平均，即可得到各個區域典型24小時的有功負荷數 據;其次，進行不參與調峰電廠的出力評估，將不參與調峰電廠劃分為常規水電、風電部分， 分別統計出力數據，風電作為一種不可控能源，可視為所有風電均不參與調峰，在北方供暖 期，供熱火電機組由于承擔供熱任務而不參與調峰。進行水電、風電出力統計時同樣將其劃 分為Ξ類負荷區域;然后，進行參與調峰電廠出力評估，風電消納主要依靠具有快速調節的 火電機組和調峰能力強的抽水蓄能機組，對參與調峰的火電機組和抽水蓄能機組進行參數 提取，根據不同時刻的啟停狀態，進行求和計算，得到不同時段的調峰能力，同時將機組調 峰數據按照月份或季度對應一天24個時段做平均，就得到該月份典型24小時調峰機組最小 出力；接著，進行聯絡線功率評估，對應于不同時刻，分別計算聯絡線進入該區域的輸入功 率和該區域的輸出功率;最后，根據國家相關政策規定的風電消納比重，對參與調峰機組和 不參與調峰機組出力情況進行調整;綜合W上參數數據，根據所提出的風電消納能力評估 公式，可快速計算出區域單日或年可接納的最大風電容量。
[0030] 本發明的有益效果是提供了一種計算區域電網單日或年可接納最大風電容量的 方法，從而為電網規劃部口確定新能源并網發電中風電所占比例，制定發電計劃提供依據。 與已有方案相比，該發明具有基于調峰電廠與不調