含風(fēng)電的電力系統(tǒng)備用容量計算方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)備用容量研究技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種含風(fēng)電的電力系統(tǒng) 備用容量計算方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 為應(yīng)對當(dāng)前環(huán)境污染，氣候變暖，能源短缺與日益增長的用電需求的矛盾，風(fēng)能、 太陽能等新能源將成為未來能源發(fā)展的趨勢。為了應(yīng)對風(fēng)電出力對系統(tǒng)可靠性的影響，往 往需要增加系統(tǒng)的備用容量，其中備用容量的計算結(jié)果是否合理取決于風(fēng)電對系統(tǒng)可靠性 影響評估中場景的選取方法。
[0003] 在評估風(fēng)電對系統(tǒng)可靠性的影響研究中，傳統(tǒng)的備用容量計算方式是在無風(fēng)場景 中接入一定容量風(fēng)電，并在該節(jié)點減少相同容量的常規(guī)機組構(gòu)成有風(fēng)場景。減小常規(guī)機組 造成評估場景無法反映原有系統(tǒng)的機組充裕度，已失去計算因風(fēng)電造成備用變化的場景對 比性。傳統(tǒng)的備用容量計算方式無法準確計算含風(fēng)電的系統(tǒng)需新增的備用容量，存在準確 性低的缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于此，有必要針對上述問題，提供一種準確性高的含風(fēng)電的電力系統(tǒng)備用容量 計算方法和系統(tǒng)。
[0005] -種含風(fēng)電的電力系統(tǒng)備用容量計算方法，包括以下步驟：
[0006] 獲取電力系統(tǒng)中各風(fēng)電機組的容量，根據(jù)所述各風(fēng)電機組的容量模擬計算各風(fēng)電 機組的月最大出力和月平均出力；
[0007] 以所述各風(fēng)電機組的月最大出力作為風(fēng)電機組出力進行潮流計算，構(gòu)建有風(fēng)場 景；
[0008] 將所述有風(fēng)場景中的風(fēng)電機組替換為容量為對應(yīng)風(fēng)電機組的月平均出力的等效 機組，構(gòu)建等效無風(fēng)場景；
[0009] 在所述有風(fēng)場景的風(fēng)電并網(wǎng)容量最大的節(jié)點處接入備用機組，得到加入備用的有 風(fēng)場景；
[0010] 利用二分法對所述加入備用的有風(fēng)場景和所述等效無風(fēng)場景進行可靠性評估得 到可靠性差值，并在所述可靠性差值在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時得到所述電力系統(tǒng)需新增的備用容 量。
[0011 ] 一種含風(fēng)電的電力系統(tǒng)備用谷s；計算系統(tǒng)，包括：
[0012] 數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取電力系統(tǒng)中各風(fēng)電機組的容量，根據(jù)所述各風(fēng)電機組的 容量模擬計算各風(fēng)電機組的月最大出力和月平均出力；
[0013] 第一場景模塊，用于以所述各風(fēng)電機組的月最大出力作為風(fēng)電機組出力進行潮流 計算，構(gòu)建有風(fēng)場景；
[0014] 第二場景模塊，用于將所述有風(fēng)場景中的風(fēng)電機組替換為容量為對應(yīng)風(fēng)電機組的 月平均出力的等效機組，構(gòu)建等效無風(fēng)場景；
[0015] 場景處理模塊，用于在所述有風(fēng)場景的風(fēng)電并網(wǎng)容量最大的節(jié)點處接入備用機 組，得到加入備用的有風(fēng)場景；
[0016] 容量計算模塊，用于利用二分法對所述加入備用的有風(fēng)場景和所述等效無風(fēng)場景 進行可靠性評估得到可靠性差值，并所述在可靠性差值在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時得到所述電力系統(tǒng) 需新增的備用容量。
[0017] 上述含風(fēng)電的電力系統(tǒng)備用容量計算方法和系統(tǒng)，獲取電力系統(tǒng)中各風(fēng)電機組的 容量，根據(jù)各風(fēng)電機組的容量模擬計算各風(fēng)電機組的月最大出力和月平均出力。以各風(fēng)電 機組的月最大出力作為風(fēng)電機組出力進行潮流計算，構(gòu)建有風(fēng)場景。將有風(fēng)場景中的風(fēng)電 機組替換為容量為對應(yīng)風(fēng)電機組的月平均出力的等效機組，構(gòu)建等效無風(fēng)場景。在有風(fēng)場 景的風(fēng)電并網(wǎng)容量最大的節(jié)點處接入備用機組，得到加入備用的有風(fēng)場景。利用二分法對 加入備用的有風(fēng)場景和等效無風(fēng)場景進行可靠性評估得到可靠性差值，并在可靠性差值在 預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時得到電力系統(tǒng)需新增的備用容量。通過構(gòu)建有風(fēng)場景和等效無風(fēng)場景，并采 用二分法計算系統(tǒng)備用容量，有效評估風(fēng)電隨機性對系統(tǒng)備用需求的影響，提高計算結(jié)果 的準確度。新增的備用容量不僅可以減少因風(fēng)電并網(wǎng)造成的負荷損失，而且為未來電源、電 網(wǎng)規(guī)劃及其經(jīng)濟性評估工作提供重要參考。
【附圖說明】
[0018] 圖1為一實施例中含風(fēng)電的電力系統(tǒng)備用容量計算方法的流程圖；
[0019] 圖2為另一實施例中含風(fēng)電的電力系統(tǒng)備用容量計算方法的流程圖；
[0020] 圖3為一實施例中含風(fēng)電的電力系統(tǒng)備用容量計算系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；
[0021] 圖4為另一實施例中含風(fēng)電的電力系統(tǒng)備用容量計算系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0022] -種含風(fēng)電的電力系統(tǒng)備用容量計算方法，如圖1所示，包括以下步驟：
[0023] 步驟S110 :獲取電力系統(tǒng)中各風(fēng)電機組的容量，根據(jù)各風(fēng)電機組的容量模擬計算 各風(fēng)電機組的月最大出力和月平均出力。
[0024] 各風(fēng)電機組的容量可直接由電力監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫獲取，也可通過現(xiàn)場檢測得 到。對風(fēng)電出力進行模擬，選取典型方式得到該方式所在月風(fēng)電機組總的月最大出力比α， 設(shè)每個風(fēng)電機組的容量為(；1"_)，則各風(fēng)電機組的月最大出力為？1"^_ 0〇=(：_#)\€1。為 了準確計算備用容量引入了等效無風(fēng)場景，模擬得到典型方式所在月風(fēng)電機組總的月平均 出力比β，則各風(fēng)電機組的月平均出力為Pwind avg(；k)= c win_ X β。
[0025] 步驟S120:以各風(fēng)電機組的月最大出力作為風(fēng)電機組出力進行潮流計算，構(gòu)建有 風(fēng)場景。以月最大出力Pwindniax〇i)作為各風(fēng)電機組出力，進行潮流計算，以扣除風(fēng)電后滿足系 統(tǒng)備用率為原則確定機組開機方式，即根據(jù)潮流計算結(jié)果以扣除風(fēng)電后滿足系統(tǒng)備用率為 原則確定處于停機狀態(tài)的機組，從而確定機組開機方式，根據(jù)不處于停機狀態(tài)的其他機組 得到系統(tǒng)開機機組集合，即為有風(fēng)場景。在其中一個實施例中，步驟S120具體為：
[0027] 其中，Swind為有風(fēng)場景，G 為第i個常規(guī)機組，j為有風(fēng)場景中常規(guī)機組總量， η為有風(fēng)場景中所有機組總量，Gwind〇0為有風(fēng)場景中第k個風(fēng)電機組。
[0028] 步驟S130 :將有風(fēng)場景中的風(fēng)電機組替換為容量為對應(yīng)風(fēng)電機組的月平均出力 的等效機組，構(gòu)建等效無風(fēng)場景。本實施例中在有風(fēng)場景中用100%可靠的等效機組替換原 有風(fēng)電機組并接入相同節(jié)點，其容量為該風(fēng)電機組的月平均出力？"^_〇〇,得到等效無風(fēng) 場景Sequal__nd。步驟S130具體為：
[0030] 其中，第i個常規(guī)機組，j為等效無風(fēng)場景中常規(guī)機組總量，η為等效無風(fēng)場 景中所有機組總量，G_al〇i)為替換有風(fēng)場景中的風(fēng)電機組的、且容量為對應(yīng)風(fēng)電機組的月 平均出力的等效機組。
[0031] 步驟S140 :在有風(fēng)場景的風(fēng)電并網(wǎng)容量最大的節(jié)點處接入備用機組，得到加入備 用的有風(fēng)場景。在有風(fēng)場景風(fēng)電并網(wǎng)容量最大的節(jié)點處接入備用機組，其與常規(guī)機 組具有相同的可靠性，則新的加入備用的有風(fēng)場景為
[0032] 步驟S150 :利用二分法對加入備用的有風(fēng)場景和等效無風(fēng)場景進行可靠性評估 得到可靠性差值，并在可靠性差值在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時得到電力系統(tǒng)需新增的備用容量。
[0033] 本實施例中可靠性指標采用電量不足期望（EENs，單位Mffh)，假設(shè)新增備用機組 的容量為C ，則加入備用機組后的有風(fēng)場景可靠性指標EENswind&及等效無風(fēng)場 景可靠性指標EENs equal nowind為力丨」大/ ·
[0036] 其中，評估場景中第i個常規(guī)機組容量，Cwind〇i)為接入的第k個風(fēng)電機組 總?cè)萘浚琍wind avg〇i)為第k各等效機組的容量，f wind為有風(fēng)場景EENs的計算函數(shù)，f equal _ind為等效無風(fēng)場景EENs的計算函數(shù)，j為場景中常規(guī)機組總量，η為場景中所有機組總量。計 算函數(shù)Up f equal _ind的表達式f為：
[0038] 其中，[l]TDds表示第s次采樣對應(yīng)的各節(jié)點切負荷的總量，[1]表示元素全為1的 列向量。
[0039] 分別得到加入備用的有風(fēng)場景和等效無風(fēng)場景的可靠性指標后計算可靠性差值， 并在可靠性差值在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時利用二分法計算得到電力系統(tǒng)需新增的備用容量。預(yù)設(shè)范 圍的具體數(shù)值范圍可根據(jù)實際情況進行調(diào)整。本實施例中采用二分法對新增的備用容量進 行計算得到備用容量C_CTTC_rallablllty的流程如下：
[0040] 1)假設(shè)備用機組最小容量CrasCTTC__= 0，備用機組最大容量
[0041] 2)若
否則，令
并進入步驟3)。其中
表示將備用機組 最小容量代入有風(fēng)場景EENs的計算函數(shù)
表示備用機組最大容量和最小容量 的平均值。
;否則，進 入步驟4)。
，否則