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主動(dòng)配電網(wǎng)最大消納能力的校驗(yàn)方法與流程

文檔序號(hào):11204575閱讀:1170來源:國知局
主動(dòng)配電網(wǎng)最大消納能力的校驗(yàn)方法與流程

本發(fā)明涉及一種主動(dòng)配電網(wǎng)最大消納能力的校驗(yàn)方法。



背景技術(shù):

傳統(tǒng)的配電網(wǎng)規(guī)劃依賴靈活的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和足夠的容量裕度來應(yīng)對負(fù)荷的不確定性,以保證系統(tǒng)的安全可靠性,運(yùn)行控制方法相對簡單。

詳細(xì)來說,傳統(tǒng)配電網(wǎng)規(guī)劃方法是針對某個(gè)負(fù)荷預(yù)測結(jié)果采用最大容量裕度(存在最嚴(yán)重工況為小概率事件的情況),從而規(guī)劃階段找到處理所有運(yùn)行問題的最優(yōu)解,傳統(tǒng)規(guī)劃方法相對簡單。

同時(shí)傳統(tǒng)配電網(wǎng)規(guī)劃處理分布式能源的基本原則是“即插即忘”,傳統(tǒng)的運(yùn)行模式和控制策略相對簡單,出現(xiàn)電壓越限情況分布式電源即離網(wǎng)運(yùn)行,這樣大大降低分布式能源的滲透率。

隨著der(分布式電源)的大量接入、滲透率快速增長,將使配電網(wǎng)的功率與故障電流雙向流動(dòng),其運(yùn)行特性與故障特征都發(fā)生了實(shí)質(zhì)性的變化,傳統(tǒng)的潮流與故障分析、電壓無功控制、繼電保護(hù)方法以及運(yùn)行管理措施對配電網(wǎng)已不再適應(yīng),投資效益也大受影響,均需要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整與改進(jìn)。配電網(wǎng)規(guī)劃應(yīng)從被動(dòng)規(guī)劃向主動(dòng)規(guī)劃轉(zhuǎn)變,主動(dòng)吸收大規(guī)模分布式電源的接入。

主動(dòng)配電網(wǎng)的分布式電源接納能力的確定是主動(dòng)配電網(wǎng)規(guī)劃的一項(xiàng)重要內(nèi)容,而影響分布式能源接納能力的因素有很多,在實(shí)施本發(fā)明的過程中,我們發(fā)現(xiàn)影響電網(wǎng)對新能源消納能力的因素大致概括為以下幾類:

(1)電網(wǎng)結(jié)構(gòu):不同的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)擁有著不同的輸送能力和對外界電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)的能力。具有外送通道的電網(wǎng)可以提高新能源的外送能力,而過低的線路傳輸功率則會(huì)反過來限制新能源的消納水平。電網(wǎng)結(jié)構(gòu)主要從以下幾個(gè)方面影響著地區(qū)電網(wǎng)的接納能力:1)變電站和線路容量約束;2)電力線路廊道約束;3)變電站間隔約束。

(2)負(fù)荷特性:系統(tǒng)的負(fù)荷特性尤其是峰谷差和最小負(fù)荷等因素直接定了新能源允許接入電網(wǎng)的容量。

(3)新能源出力特性:新能源出力有著明顯的不可控和不可預(yù)知性,這就使新能源并網(wǎng)時(shí)必須有常規(guī)能源為其提供補(bǔ)償,進(jìn)而限制了電網(wǎng)的接納能力。

(4)電網(wǎng)短路容量:電網(wǎng)的短路容量大表明電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng),對外界因素變化的抵抗力較高。而且,電網(wǎng)的短路容量裕度也是決定電網(wǎng)接納能力的重要指標(biāo)。

(5)新能源對電能質(zhì)量的影響:新能源并網(wǎng)后對電壓偏差和電力諧波等都造成負(fù)面的影響,進(jìn)而限制了電網(wǎng)的接納能力。

新能源的發(fā)展存在多個(gè)限制因素,但是通過大量的經(jīng)濟(jì)投入可以逐步消除或削弱這些約束條件。相對來說電壓波動(dòng)和短路容量等約束都可以通過加裝小電抗等技改項(xiàng)目消除或緩解,成本較為低廉。而電網(wǎng)設(shè)備的限制卻不容忽視,一次投入非常高。

以變電容量約束為例:若當(dāng)前新能源上網(wǎng)已達(dá)到主變?nèi)萘肯拗?,變電站不滿足主變擴(kuò)建條件,而新能源又有強(qiáng)烈的接入期望時(shí),則可以通過新建專用變電站來進(jìn)行新能源電站的上網(wǎng)。新建1座220kv變電站投資已在2.5億元以上,變電站建設(shè)完成后每年的設(shè)備運(yùn)維與事故檢修所涉及人力、物力、財(cái)力的費(fèi)用的則更加昂貴,這對于電力企業(yè)來說是無法接受的。

因此,我們認(rèn)為,在新能源的大規(guī)模發(fā)展的背景下,電網(wǎng)設(shè)備容量限制應(yīng)作為主要的接納能力約束條件來判定地區(qū)電網(wǎng)的接納能力。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的在于提供一種主動(dòng)配電網(wǎng)最大消納能力的校驗(yàn)方法,以將電網(wǎng)設(shè)備容量限制作為主要的接納能力約束條件來判定地區(qū)電網(wǎng)的接納能力。

為此,本發(fā)明提供了一種主動(dòng)配電網(wǎng)最大消納能力的校驗(yàn)方法,包括以下步驟:確定新能源接納能力計(jì)算時(shí)刻,準(zhǔn)備研究數(shù)據(jù);基于容量約束分別計(jì)算110kv及以下新能源接納能力、220kv及以下新能源接納能力、220kv新能源接納能力,其中220kv新能源接納能力為220kv及以下新能源接納能力與110kv及以下新能源接納能力差值;以及采用潮流計(jì)算對理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,其中,若潮流計(jì)算指標(biāo)越限,則適當(dāng)減少新能源接入量,重新計(jì)算直至滿足校驗(yàn)為止。

本發(fā)明在分析影響新能源接納能力的主要因素的基礎(chǔ)上,找出影響新能源接納能力的關(guān)鍵因素—電網(wǎng)設(shè)備容量,研究基于容量約束條件下的新能源接納能力理論計(jì)算方法和步驟,為各地區(qū)新能源接納能力分析提供理論支撐。

除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外,本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照圖,對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解,本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明,并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:

圖1是根據(jù)本發(fā)明的新能源接納能力的校驗(yàn)方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

需要說明的是,在不沖突的情況下,本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。

下面結(jié)合圖1對新能源接納能力校驗(yàn)方法進(jìn)行說明。

(1)新能源接納能力計(jì)算流程

新能源接納能力分析首先應(yīng)確定新能源接納能力計(jì)算時(shí)刻,準(zhǔn)備研究數(shù)據(jù);然后基于容量約束分別計(jì)算110kv及以下新能源接納能力、220kv及以下新能源接納能力、220kv新能源接納能力;最后采用潮流計(jì)算對理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。

(2)計(jì)算步驟

s201、明確新能源接納能力計(jì)算時(shí)刻

分析年、日負(fù)荷特性,風(fēng)電、光伏出力特性,選擇電網(wǎng)負(fù)荷與新能源出力差值最大的時(shí)刻作為新能源接納能力研究時(shí)刻。

白天風(fēng)電光伏均出力,在白天選擇電網(wǎng)負(fù)荷與新能源出力差值最大的時(shí)刻作為新能源接納能力研究時(shí)刻。

夜間僅有風(fēng)電出力,光伏不出力,在夜間選擇電網(wǎng)負(fù)荷與風(fēng)電出力差值最大的時(shí)刻作為風(fēng)電接納能力研究時(shí)刻。

確定新能源接納能力研究時(shí)刻后,提取此時(shí)刻電網(wǎng)負(fù)荷、新能源出力、常規(guī)機(jī)組出力,計(jì)算新能源綜合出力系數(shù)。確定風(fēng)電接納能力研究時(shí)刻后,提取此時(shí)刻電網(wǎng)負(fù)荷、風(fēng)電出力、常規(guī)機(jī)組出力,計(jì)算風(fēng)電出力系數(shù)。

kx*(sf+sg)=kf*sf+kg*sg

上式中kx為綜合出力系數(shù),sf為風(fēng)電裝機(jī)容量,sg為光伏裝機(jī)容量,kf為風(fēng)電出力系數(shù),kg為光伏出力系數(shù)。

s203、計(jì)算110kv及以下新能源接納能力

(1)計(jì)算110kv及以下新能源接納能力容量約束值

110kv及以下上網(wǎng)的新能源出力若不能就地完全消納,電力需要通過220kv主變上送至主網(wǎng),220kv變電容量即為110kv及以下新能源接納能力容量約束值,等于本地220kv變電站主變?nèi)萘恐汀?/p>

sy110=σsti-------------------------------------------(1)

式中sy110為110kv及以下新能源接納能力容量約束值,sti是為220kv主變?nèi)萘俊?/p>

(2)計(jì)算110kv及以下新能源接納能力

110kv及以下新能源接納能力。

s110x=(sy110+p110x–p110c)/kx----------------(2)

式中s110x為110kv及以下新能源接納能力,p110x為新能源接納能力研究時(shí)刻的110kv及以下電網(wǎng)負(fù)荷,p110c為110kv及以下常規(guī)能源出力,kx為新能源綜合出力系數(shù)。

(3)計(jì)算110kv及以下風(fēng)電接納能力

110kv及以下風(fēng)電接納能力。

s110f=(sy110+p110f–p110c)/kf--------------------------------(3)

式中s110f為110kv及以下風(fēng)電接納能力,p110f為風(fēng)電接納能力研究時(shí)刻的110kv及以下電網(wǎng)負(fù)荷,p110c為110kv及以下常規(guī)能源出力,kf為風(fēng)電出力系數(shù)。

s205、計(jì)算220kv及以下新能源接納能力

(1)計(jì)算220kv及以下新能源接納能力容量約束值

220kv及以下新能源出力若不能就地完全消納,電力需要上送至主網(wǎng)。一種情況是通過220kv線路直接上送至本地500kv變電站,由500kv電網(wǎng)進(jìn)行外送;另一種情況是通過區(qū)域之間的220kv聯(lián)絡(luò)線進(jìn)行外送。以上兩種情況的220kv線路輸送容量之和即為220kv及以下新能源的容量約束值。

1)區(qū)內(nèi)220kv線路容量約束值

區(qū)內(nèi)220kv線路是指500kv變電站直供的220kv線路,其上送總?cè)萘客瑫r(shí)也受其上級500kv主變?nèi)萘康南拗?。所以區(qū)內(nèi)220kv線路容量約束值應(yīng)為線路輸送總?cè)萘亢?00kv主變?nèi)萘恐g的最小值。

syln=min(σslnli,σs500kvi)------------------------(4)

式中syln為區(qū)內(nèi)220kv線路容量約束值,slnli為區(qū)內(nèi)220kv線路輸送容量,s500kvi為區(qū)內(nèi)500kv變電容量。

2)220kv聯(lián)絡(luò)線路容量約束值

220kv聯(lián)絡(luò)線路是指本地與區(qū)外聯(lián)絡(luò)的220kv線路。所以220kv聯(lián)絡(luò)線路容量約束值為聯(lián)絡(luò)線路輸送容量之和。

sylw=σslwli------------------------(5)

式中sylw為220kv聯(lián)絡(luò)線路容量約束值,slwli為220kv聯(lián)絡(luò)線路輸送容量。

3)220kv線路容量約束值

220kv線路容量約束值為區(qū)內(nèi)220kv線路容量約束值與220kv聯(lián)絡(luò)線路總?cè)萘考s束值之和。

sy220=syln+sylw------------------------(6)

式中sy220為220kv線路容量約束值。

(2)計(jì)算220kv及以下新能源接納能力

220kv及以下新能源接納能力。

s220x=(sy220+p220x-p220c)/kx------------------------(7)

式中s220x為220kv及以下新能源接納能力,p220x為新能源接納能力研究時(shí)刻的220kv及以下電網(wǎng)負(fù)荷,p220c為220kv及以下常規(guī)能源出力,kx為新能源綜合出力系數(shù)。

(3)計(jì)算220kv及以下風(fēng)電接納能力

220kv及以下風(fēng)電接納能力。

s220f=(sy220+p220f–p220c)/kf------------------------(8)

式中s220f為220kv及以下風(fēng)電接納能力,p220f為風(fēng)電接納能力研究時(shí)刻的220kv及以下電網(wǎng)負(fù)荷,p220c為220kv及以下常規(guī)能源出力,kf為風(fēng)電出力系數(shù)。

s207、計(jì)算220kv新能源接納能力

220kv新能源接納能力為220kv及以下新能源接納能力與110kv及以下新能源接納能力差值。

s220kvx=s220x-s110x------------------------(9)

式中s220kvx為220kv電壓等級新能源接納能力。

s209、新能源接納能力理論計(jì)算結(jié)果驗(yàn)證

通過潮流計(jì)算對新能源接納能力的理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。若潮流計(jì)算指標(biāo)越限,則理論計(jì)算結(jié)果不合理,適當(dāng)減少新能源接入量,重新計(jì)算直至滿足校驗(yàn)為止,所對應(yīng)的新能源接入量為新能源接納能力。若指標(biāo)不越限,則理論結(jié)算結(jié)果合理,理論計(jì)算結(jié)果為新能源接納能力。

新能源接納能力分析步驟及內(nèi)容列表如下:

表一新能源接納能力分析步驟及內(nèi)容

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已,并不用于限制本發(fā)明,對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

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