專利名稱：一種電網(wǎng)風(fēng)電消納能力的確定方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于電網(wǎng)規(guī)劃領(lǐng)域，特別是關(guān)于風(fēng)電并網(wǎng)后的電網(wǎng)規(guī)劃領(lǐng)域，具體的講是一種電網(wǎng)風(fēng)電消納能力的確定方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近些年，我國風(fēng)電裝機(jī)容量逐步增加。與水力發(fā)電、火力發(fā)電等常規(guī)發(fā)電方式相t匕，風(fēng)力發(fā)電最根本的不同點(diǎn)在于其有功出力的隨機(jī)性、間歇性和不可控性。為了維持電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，在風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，必須由其它常規(guī)發(fā)電方式為其有功出力提供補(bǔ)償調(diào)節(jié)，以保證對用電負(fù)荷持續(xù)、可靠、安全地供電。這種對風(fēng)電有功出力的補(bǔ)償調(diào)節(jié)可看作是對負(fù)的負(fù)荷波動的跟蹤，即對風(fēng)電“調(diào)峰”。電力系統(tǒng)的調(diào)峰能力主要由電源、負(fù)荷等特性所決定。在風(fēng)電大規(guī)模并網(wǎng)后，電力系統(tǒng)特性發(fā)生了較大的變化，所能提供的調(diào)峰能力需要做相應(yīng)的調(diào)整。風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行之前，電網(wǎng)的調(diào)峰任務(wù)主要是在滿足必要的安全預(yù)度的前提下，應(yīng)對系統(tǒng)的負(fù)荷波動。風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行后，風(fēng)電的隨機(jī)性、間歇性將給電網(wǎng)運(yùn)行方式和系統(tǒng)調(diào)峰帶來較大影響，需考慮風(fēng)電出力特性、常規(guī)電網(wǎng)裝機(jī)水平制約、系統(tǒng)負(fù)荷特性等多方面因素。此外，若并網(wǎng)風(fēng)電超過電網(wǎng)可為風(fēng)電提供的調(diào)峰極限，電網(wǎng)將難以平衡風(fēng)電出力，從而造成頻率越限，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致電網(wǎng)解列。因此，研究大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)后的電網(wǎng)風(fēng)電消納能力，對于指導(dǎo)風(fēng)電有序開發(fā)具有重要意義。現(xiàn)有技術(shù)中的電網(wǎng)規(guī)劃主要考慮電網(wǎng)運(yùn)行的一些實(shí)際條件，構(gòu)建了風(fēng)電消納能力的模型，如第33卷第18期的《電網(wǎng)技術(shù)》中發(fā)表的《京灃唐電網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)調(diào)峰特性分析》。但利用這些風(fēng)電消納能力的模型進(jìn)行規(guī)劃時(shí)，對具體機(jī)組的調(diào)峰能力按機(jī)組類型劃分，但無法具體到每臺機(jī)組的開停機(jī)狀態(tài)，且這類模型的結(jié)果存在一定的誤差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電網(wǎng)風(fēng)電消納能力的確定方法及系統(tǒng)，通過綜合考慮高峰和低谷兩個(gè)負(fù)荷水平下電網(wǎng)系統(tǒng)的功率平衡和每臺機(jī)組的開停機(jī)狀態(tài)及出力范圍，將上述的眾多因素在混合整數(shù)規(guī)劃模型中統(tǒng)一優(yōu)化，得到風(fēng)電出力的最優(yōu)解。本發(fā)明的目的之一是，提供一種電網(wǎng)風(fēng)電消納能力的確定方法，包括:采集電網(wǎng)系統(tǒng)一定時(shí)間內(nèi)的負(fù)荷功率；采集電網(wǎng)系統(tǒng)一定時(shí)間內(nèi)的機(jī)組數(shù)據(jù)，所述的機(jī)組數(shù)據(jù)包括:機(jī)組類型、額定容量、供熱期的出力上下限、非供熱期的出力上下限以及機(jī)組爬坡速率；采集電網(wǎng)系統(tǒng)一定時(shí)間內(nèi)的區(qū)外來電功率；根據(jù)機(jī)組出力的上下限對機(jī)組的出力進(jìn)行調(diào)整；根據(jù)電網(wǎng)上調(diào)和下調(diào)的備用約束對機(jī)組的出力進(jìn)行調(diào)整；根據(jù)采集的負(fù)荷功率、調(diào)整后機(jī)組的出力、所述的區(qū)外來電功率確定電網(wǎng)風(fēng)電消納能力。本發(fā)明的目的之一是，提供一種電網(wǎng)風(fēng)電消納能力的確定系統(tǒng)，包括:負(fù)荷功率采集裝置，用于采集電網(wǎng)系統(tǒng)一定時(shí)間內(nèi)的負(fù)荷功率；機(jī)組數(shù)據(jù)采集裝置，用于采集電網(wǎng)系統(tǒng)一定時(shí)間內(nèi)的機(jī)組數(shù)據(jù)，所述的機(jī)組數(shù)據(jù)包括:機(jī)組類型、額定容量、供熱期的出力上下限、非供熱期的出力上下限以及機(jī)組爬坡速率；區(qū)外來電功率采集裝置，用于采集電網(wǎng)系統(tǒng)一定時(shí)間內(nèi)的區(qū)外來電功率；上下限調(diào)整裝置，用于根據(jù)機(jī)組出力的上下限對機(jī)組的出力進(jìn)行調(diào)整；備用約束調(diào)整裝置，用于根據(jù)電網(wǎng)上調(diào)和下調(diào)的備用約束對機(jī)組的出力進(jìn)行調(diào)整；風(fēng)電消納能力確定裝置，用于根據(jù)采集的負(fù)荷功率、調(diào)整后機(jī)組的出力、所述的區(qū)外來電功率確定電網(wǎng)風(fēng)電消納能力。本發(fā)明的有益效果在于，通過綜合考慮高峰和低谷兩個(gè)負(fù)荷水平下電網(wǎng)系統(tǒng)的功率平衡和每臺機(jī)組的開停機(jī)狀態(tài)及出力范圍，將上述的眾多因素在混合整數(shù)規(guī)劃模型中統(tǒng)一優(yōu)化，得到風(fēng)電出力的最優(yōu)解，并且易于區(qū)別供熱機(jī)組在供熱期和非供熱期的不同出力特性，綜合考慮電網(wǎng)系統(tǒng)傳輸能力約束對調(diào)峰能力及風(fēng)電消納能力的影響，由于具體到每一臺機(jī)組的狀態(tài)，結(jié)果更為細(xì)致、可信。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電網(wǎng)風(fēng)電消納能力的確定方法的流程圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電網(wǎng)風(fēng)電消納能力的確定方法的實(shí)施方式二的流程圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電網(wǎng)風(fēng)電消納能力的確定方法的實(shí)施方式三的流程圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電網(wǎng)風(fēng)電消納能力的確定方法的實(shí)施方式四的流程圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電網(wǎng)風(fēng)電消納能力的確定系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電網(wǎng)風(fēng)電消納能力的確定系統(tǒng)的實(shí)施方式二的結(jié)構(gòu)框圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電網(wǎng)風(fēng)電消納能力的確定系統(tǒng)的實(shí)施方式三的結(jié)構(gòu)框圖；圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電網(wǎng)風(fēng)電消納能力的確定系統(tǒng)的實(shí)施方式四的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電網(wǎng)風(fēng)電消納能力的確定方法的結(jié)構(gòu)框圖，由圖1可知，該方法包括:SlOl:采集電網(wǎng)系統(tǒng)一定時(shí)間內(nèi)的負(fù)荷功率。根據(jù)不同的方案，可分別采集不同時(shí)間周期內(nèi)的負(fù)荷功率波動曲線，采集周期可包括年、季、月、日等。S102:采集電網(wǎng)系統(tǒng)一定時(shí)間內(nèi)的機(jī)組數(shù)據(jù)，所述的機(jī)組數(shù)據(jù)包括:機(jī)組類型、額定容量、供熱期的出力上下限、非供熱期的出力上下限以及機(jī)組爬坡速率。除了上述機(jī)組數(shù)據(jù)外，還可采集機(jī)組的調(diào)峰能力、出力受阻等相關(guān)參數(shù)。S103:采集電網(wǎng)系統(tǒng)一定時(shí)間內(nèi)的區(qū)外來電功率。對于不同的電網(wǎng)系統(tǒng)，區(qū)外來電功率可為正值、負(fù)值或者為零。S104:根據(jù)機(jī)組出力的上下限對機(jī)組的出力進(jìn)行調(diào)整?？赏ㄟ^如下公式實(shí)現(xiàn)該步驟:
權(quán)利要求
1.一種電網(wǎng)風(fēng)電消納能力的確定方法，其特征是，所述的方法包括: 采集電網(wǎng)系統(tǒng)一定時(shí)間內(nèi)的負(fù)荷功率； 采集電網(wǎng)系統(tǒng)一定時(shí)間內(nèi)的機(jī)組數(shù)據(jù)，所述的機(jī)組數(shù)據(jù)包括:機(jī)組類型、額定容量、供熱期的出力上下限、非供熱期的出力上下限以及機(jī)組爬坡速率； 采集電網(wǎng)系統(tǒng)一定時(shí)間內(nèi)的區(qū)外來電功率； 根據(jù)機(jī)組出力的上下限對機(jī)組的出力進(jìn)行調(diào)整； 根據(jù)電網(wǎng)上調(diào)和下調(diào)的備用約束對機(jī)組的出力進(jìn)行調(diào)整； 根據(jù)采集的負(fù)荷功率、調(diào)整后機(jī)組的出力、所述的區(qū)外來電功率確定電網(wǎng)風(fēng)電消納能力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述的根據(jù)機(jī)組出力的上下限對機(jī)組的出力進(jìn)行調(diào)整通過如下公式進(jìn)行:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征是，所述的根據(jù)電網(wǎng)上調(diào)和下調(diào)的備用約束對機(jī)組的出力進(jìn)行調(diào)整按照如下公式進(jìn)行:
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征是，根據(jù)采集的負(fù)荷功率、調(diào)整后機(jī)組的出力、所述的區(qū)外來電功率確定負(fù)荷最小值時(shí)的風(fēng)電出力按照如下公式進(jìn)行:
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的方法，其特征是，所述的方法還包括:根據(jù)機(jī)組爬坡能力對機(jī)組的出力進(jìn)行調(diào)整。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征是，所述的根據(jù)機(jī)組爬坡能力對機(jī)組的出力進(jìn)行調(diào)整按照如下公式進(jìn)行:
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的方法，其特征是，當(dāng)所述的電網(wǎng)系統(tǒng)中機(jī)組類型包括大小機(jī)組時(shí)，該方法還包括: 根據(jù)大小機(jī)組開機(jī)平衡對機(jī)組的出力進(jìn)行調(diào)整。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征是，所述的根據(jù)大小機(jī)組開機(jī)平衡對機(jī)組的出力進(jìn)行調(diào)整按照如下公式進(jìn)行:
9.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的方法，其特征是，當(dāng)所述的電網(wǎng)系統(tǒng)在供熱期且開停機(jī)狀態(tài)不變時(shí)，該方法還包括:按照如下公式對機(jī)組的出力進(jìn)行調(diào)整:
10.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的方法，其特征是，當(dāng)所述的電網(wǎng)系統(tǒng)在供熱期且供熱機(jī)組必須開機(jī)時(shí)，該方法還包括:將供熱機(jī)組i的1<和<設(shè)置為I。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的方法，其特征是，所述的方法還包括根據(jù)如下公式對機(jī)組的出力進(jìn)行調(diào)整:
12.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的方法，其特征是，所述的方法還包括:在負(fù)荷功率的高峰和低谷時(shí)，保持機(jī)組的啟停狀態(tài)相同。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征是，所述的在負(fù)荷功率的高峰和低谷時(shí)，保持機(jī)組的啟停狀態(tài)相同按照如下公式進(jìn)行:
14.一種電網(wǎng)風(fēng)電消納能力的確定系統(tǒng)，其特征是，所述的系統(tǒng)包括:負(fù)荷功率采集裝置，用于采集電網(wǎng)系統(tǒng)一定時(shí)間內(nèi)的負(fù)荷功率； 機(jī)組數(shù)據(jù)采集裝置，用于采集電網(wǎng)系統(tǒng)一定時(shí)間內(nèi)的機(jī)組數(shù)據(jù)，所述的機(jī)組數(shù)據(jù)包括:機(jī)組類型、額定容量、供熱期的出力上下限、非供熱期的出力上下限以及機(jī)組爬坡速率；區(qū)外來電功率采集裝置，用于采集電網(wǎng)系統(tǒng)一定時(shí)間內(nèi)的區(qū)外來電功率； 上下限調(diào)整裝置，用于根據(jù)機(jī)組出力的上下限對機(jī)組的出力進(jìn)行調(diào)整； 備用約束調(diào)整裝置，用于根據(jù)電網(wǎng)上調(diào)和下調(diào)的備用約束對機(jī)組的出力進(jìn)行調(diào)整； 風(fēng)電消納能力確定裝置，用于根據(jù)采集的負(fù)荷功率、調(diào)整后機(jī)組的出力、所述的區(qū)外來電功率確定負(fù)荷最小值時(shí)的風(fēng)電出力。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的上下限調(diào)整裝置通過如下公式進(jìn)行:
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的備用約束調(diào)整裝置按照如下公式進(jìn)行:
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的風(fēng)電消納能力確定裝置按照如下公式進(jìn)行:
18.根據(jù)權(quán)利要求14-17任意一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的系統(tǒng)還包括:爬坡能力調(diào)整裝置，用于根據(jù)機(jī)組爬坡能力對機(jī)組的出力進(jìn)行調(diào)整。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的爬坡能力調(diào)整裝置按照如下公式進(jìn)行:
20.根據(jù)權(quán)利要求14-17任意一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征是，當(dāng)所述的電網(wǎng)系統(tǒng)中機(jī)組類型包括大小機(jī)組時(shí)，該系統(tǒng)還包括: 開機(jī)平衡調(diào)整裝置，用于根據(jù)大小機(jī)組開機(jī)平衡對機(jī)組的出力進(jìn)行調(diào)整。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的開機(jī)平衡調(diào)整裝置，按照如下公式進(jìn)行:
22.根據(jù)權(quán)利要求14-17任意一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征是，當(dāng)所述的電網(wǎng)系統(tǒng)在供熱期且開停機(jī)狀態(tài)不變時(shí)，該系統(tǒng)還包括:按照如下公式對機(jī)組的處理進(jìn)行調(diào)整:
23.根據(jù)權(quán)利要求14-17任意一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征是，當(dāng)所述的電網(wǎng)系統(tǒng)在供熱期且供熱機(jī)組必須開機(jī)時(shí)，該系統(tǒng)還包括:將供熱機(jī)組i的1<和<設(shè)置為I。
24.根據(jù)權(quán)利要求14-17任意一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的系統(tǒng)還包括根據(jù)如下公式對機(jī)組的出力進(jìn)行調(diào)整:
25.根據(jù)權(quán)利要求14-17任意一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的系統(tǒng)還包括:機(jī)組啟停調(diào)整裝置，用于在負(fù)荷功率的高峰和低谷時(shí)，保持機(jī)組的啟停狀態(tài)相同。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的系機(jī)組啟停調(diào)整裝置按照如下公式進(jìn)行:
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電網(wǎng)風(fēng)電消納能力的確定方法及系統(tǒng)，所述方法包括采集電網(wǎng)系統(tǒng)一定時(shí)間內(nèi)的負(fù)荷功率；采集電網(wǎng)系統(tǒng)一定時(shí)間內(nèi)的機(jī)組數(shù)據(jù)，所述的機(jī)組數(shù)據(jù)包括機(jī)組類型、額定容量、供熱期的出力上下限、非供熱期的出力上下限以及機(jī)組爬坡速率；采集電網(wǎng)系統(tǒng)一定時(shí)間內(nèi)的區(qū)外來電功率；根據(jù)機(jī)組出力的上下限對機(jī)組的出力進(jìn)行調(diào)整；根據(jù)電網(wǎng)上調(diào)和下調(diào)的備用約束對機(jī)組的出力進(jìn)行調(diào)整；根據(jù)采集的負(fù)荷功率、調(diào)整后機(jī)組的出力、所述的區(qū)外來電功率確定電網(wǎng)風(fēng)電消納能力。通過綜合考慮高峰和低谷兩個(gè)負(fù)荷水平下電網(wǎng)系統(tǒng)的功率平衡和每臺機(jī)組的開停機(jī)狀態(tài)及出力范圍，將上述的眾多因素在混合整數(shù)規(guī)劃模型中統(tǒng)一優(yōu)化，得到風(fēng)電出力的最優(yōu)解。
文檔編號H02J3/46GK103219748SQ20121001931
公開日2013年7月24日 申請日期2012年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月20日
發(fā)明者孔濤, 孫瑜, 李群炬, 吳濤, 涂少良, 沈衛(wèi)東, 徐華, 王信, 李付強(qiáng), 陳麗萍, 胡澤春, 秦礪寒, 徐潔, 梁玉枝, 趙煒煒, 羅瑋, 王旻楠, 李善穎 申請人:華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司, 華北電網(wǎng)有限公司, 清華大學(xué)