基于sced的日前發(fā)電計(jì)劃光伏發(fā)電接納能力分析方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于SCED的日前發(fā)電計(jì)劃光伏發(fā)電接納能力分析方法，包括以下步驟：基于評估電網(wǎng)的物理模型和經(jīng)濟(jì)模型，在常規(guī)機(jī)組開停機(jī)方案已知的條件下，建立安全約束經(jīng)濟(jì)調(diào)度（SCED）模型；以區(qū)域內(nèi)的光伏電站為具體的分析對象，將安全約束經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型的優(yōu)化目標(biāo)設(shè)置為最大化光伏發(fā)電總出力，獲得光伏發(fā)電接納能力分析的優(yōu)化模型；將模型中的非線性因素線性化；采用線性規(guī)劃方法求解模型，計(jì)算出研究區(qū)域接納光伏發(fā)電的有功曲線，獲得電網(wǎng)的光伏發(fā)電接納能力，并得到各光伏電站在分析周期內(nèi)的最大并網(wǎng)發(fā)電能力。本發(fā)明有助于對電網(wǎng)接入大規(guī)模光伏發(fā)電后的風(fēng)險進(jìn)行預(yù)控，提高了電網(wǎng)運(yùn)行的安全性。
【專利說明】基于SCED的日前發(fā)電計(jì)劃光伏發(fā)電接納能力分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)調(diào)度自動化【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種基于SCED的日前發(fā)電計(jì)劃 光伏發(fā)電接納能力分析方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著能源危機(jī)與環(huán)境污染問題的日益嚴(yán)峻，世界各國均把開發(fā)利用可持續(xù)的清潔 能源作為未來的能源發(fā)展戰(zhàn)略。其中，太陽能因資源豐富、受地域限制小、清潔等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn) 成為社會關(guān)注的熱點(diǎn)。近年來，太陽能光伏發(fā)電技術(shù)得到了持續(xù)快速的發(fā)展。2009年，全球 光伏發(fā)電新增裝機(jī)容量7.2GW，累計(jì)裝機(jī)容量超過22GW。預(yù)計(jì)到2030年光伏發(fā)電將占全球 電力需求的9%。截至2010年底，中國光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量超過600MW，到2020年光伏發(fā) 電裝機(jī)容量將達(dá)到20GW。
[0003]光伏發(fā)電依賴于變化的氣象條件，電力系統(tǒng)中整合光伏發(fā)電會帶來如下挑戰(zhàn):
(I)隨機(jī)性:光伏發(fā)電出力受光照影響難以精確預(yù)測，預(yù)測準(zhǔn)確度較低；(2)間歇性:光伏陣 列的固有溫度特性和組合特性可能會導(dǎo)致光伏電站出力減小，造成光伏發(fā)電出力在不同時 段間劇烈波動，比如前一時段輸出功率很高，到下一時段又跌落到較低水平。光伏發(fā)電的非 理想電源特性，會影響電網(wǎng)自身的安全運(yùn)行。
[0004]早期光伏電站容量較小，作為一種分布式電源，分散接入配電網(wǎng)絡(luò)就地消納，對于 發(fā)電調(diào)度的影響可以忽略不計(jì)。中國的并網(wǎng)光伏發(fā)電呈現(xiàn)出“分散開發(fā)、低壓就地接入”與 “大規(guī)模集中開發(fā)、中高壓接入”并舉的發(fā)展特征。隨著光伏電站規(guī)模和容量的不斷擴(kuò)大，光 伏發(fā)電在電網(wǎng)發(fā)電資源中所占的比重逐步提高，大規(guī)模光伏發(fā)電并網(wǎng)對電力系統(tǒng)的影響也 越來越顯著。光伏發(fā)電的隨機(jī)波動性和間歇性使其調(diào)度方式不同于常規(guī)機(jī)組，勢必會給電 網(wǎng)發(fā)電計(jì)劃和調(diào)度方案的制定增加難度，嚴(yán)重時甚至?xí)绊戨娋W(wǎng)運(yùn)行的安全。
[0005]在電力系統(tǒng)短期調(diào)度領(lǐng)域，為了保證光伏發(fā)電并網(wǎng)后電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行的安全性，調(diào) 度運(yùn)行人員需要根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)際情況，獲得電網(wǎng)在當(dāng)前條件下接納光伏發(fā)電的能力， 為下一步的短期計(jì)劃編制與調(diào)度運(yùn)行提供參考。因此，光伏發(fā)電調(diào)度領(lǐng)域迫切需要一種有 效的評估分析方法，以獲取電網(wǎng)的光伏發(fā)電接納能力。
[0006]電網(wǎng)接納光伏發(fā)電能力，受到電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行相關(guān)方面的制約和影響，如調(diào)頻 調(diào)峰的限制、光伏發(fā)電特性的限制、靜態(tài)潮流的限制、暫態(tài)穩(wěn)定的限制、無功及電壓的限制 等。關(guān)于電網(wǎng)接納光伏發(fā)電的能力，尚無明確的定義及標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算方法，對于不同的應(yīng)用 領(lǐng)域，分析光伏發(fā)電接納能力所考慮的因素不同，決定了分析方法的不同。在電網(wǎng)接納光伏 發(fā)電能力分析中，通常的處理是從光伏電站規(guī)劃角度，考慮運(yùn)行方式、擾動方式、穩(wěn)定判據(jù) 等因素，用于決策最大光伏電站建設(shè)容量，即光伏發(fā)電穿透功率極限，這類評估方法不適用 于短期調(diào)度運(yùn)行領(lǐng)域；還有一些評估方法從單一角度來評估光伏發(fā)電接納能力，如調(diào)峰等， 通過建立代數(shù)模型對電網(wǎng)光伏發(fā)電接納能力進(jìn)行分析，但難以保證分析結(jié)果有效性和實(shí)用 性。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明實(shí)施的目的在于提供一種基于SCED的日前發(fā)電計(jì)劃光伏發(fā)電接納能力分析方法，統(tǒng)一協(xié)調(diào)考慮電力系統(tǒng)短期調(diào)度運(yùn)行的安全性、調(diào)峰性等因素，根據(jù)確定的原則優(yōu)化光伏電站上網(wǎng)出力，決策出在當(dāng)前電網(wǎng)條件下，滿足短期調(diào)度運(yùn)行要求的電網(wǎng)光伏發(fā)電接納能力結(jié)果。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種適用于電網(wǎng)短期調(diào)度運(yùn)行的電網(wǎng)光伏發(fā)電接納能力優(yōu)化分析方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0009]I)確定需要分析的區(qū)域范圍，基于電網(wǎng)的物理模型和經(jīng)濟(jì)模型，根據(jù)系統(tǒng)平衡約束、機(jī)組運(yùn)行約束、電網(wǎng)安全約束，在常規(guī)機(jī)組開停機(jī)方案已知的條件下，建立安全約束經(jīng)濟(jì)調(diào)度(security constrained economic dispatch, SCED)模型，實(shí)現(xiàn)機(jī)組出力計(jì)劃與電網(wǎng)安全的聯(lián)合優(yōu)化以及發(fā)電計(jì)劃的多時段整體優(yōu)化；
[0010]安全約束經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型為:
[0011]目標(biāo)函數(shù):
[0012]minF(I)
[0013]約束條件:
【權(quán)利要求】
1.一種基于SCED的日前發(fā)電計(jì)劃光伏發(fā)電接納能力分析方法，其特征在于，包括以下步驟:(一)確定需要分析的區(qū)域范圍，基于電網(wǎng)的物理模型和經(jīng)濟(jì)模型，根據(jù)系統(tǒng)平衡約束、 機(jī)組運(yùn)行約束、電網(wǎng)安全約束，在常規(guī)機(jī)組開停機(jī)方案已知的條件下，建立安全約束經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型，實(shí)現(xiàn)機(jī)組出力計(jì)劃與電網(wǎng)安全的聯(lián)合優(yōu)化以及發(fā)電計(jì)劃的多時段整體優(yōu)化；所述安全約束經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型為:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于SCED的日前發(fā)電計(jì)劃光伏發(fā)電接納能力分析方法，其特征在于:在所述步驟(一)中，常規(guī)機(jī)組的出力根據(jù)分析要求，選擇在分析中進(jìn)行優(yōu)化，或設(shè)置為固定出力；聯(lián)絡(luò)線的傳輸功率根據(jù)分析要求，選擇在分析中進(jìn)行優(yōu)化，或設(shè)置為固定計(jì)劃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于SCED的日前發(fā)電計(jì)劃光伏發(fā)電接納能力分析方法，其特征在于:在所述步驟(二)中，所述分析對象根據(jù)分析要求以及物理模型建模方式，選擇光伏電站作為分析對象，或選擇具體的光伏發(fā)電單元作為分析對象。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于SCED的日前發(fā)電計(jì)劃光伏發(fā)電接納能力分析方法，其特征在于:在所述步驟(三)中，所述電網(wǎng)安全約束進(jìn)行線性化的方法是在日前機(jī)組啟停計(jì)劃的基礎(chǔ)上，形成分析周期內(nèi)電網(wǎng)各時段的拓?fù)潢P(guān)系，進(jìn)而得到各節(jié)點(diǎn)注入功率對各支路的靈敏度，以此將電網(wǎng)安全約束進(jìn)行線性化，具體表達(dá)為:
【文檔編號】H02J3/46GK103441535SQ201310331276
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月1日
【發(fā)明者】李利利, 丁恰, 涂孟夫, 高宗和, 戴則梅, 滕賢亮, 昌力, 謝麗榮 申請人:國電南瑞科技股份有限公司