一种解决风电并网系统潮流不均衡的调度方法技术方案

本发明专利技术公开一种解决风电并网系统潮流不均衡的调度方法，将TCSC考虑到电力系统调度中，并引入双层规划理论，上层模型以调度周期内全网潮流均衡度为优化目标，以常规机组的出力为调控手段，保证整个电网的潮流分布的均衡性和安全稳定；下层模型以调度周期内关键断面潮流均衡度为优化目标，以ESS充放电功率和TCSC为调控手段，以保证这些关键断面的潮流分布的均衡性。通过常规机组出力、ESS充放电功率和TCSC的协调控制，从整体和局部两方面保证潮流的均衡性，较好地解决了风电波动带来的潮流扰动问题，可以增强系统的安全性，优化系统的潮流分布，减小线路的潮流波动，巩固了整个电网的安全稳定状态，满足系统运行调度的要求。

【技术实现步骤摘要】
—种解决风电并网系统潮流不均衡的调度方法
本专利技术涉及风电
，具体涉及一种风电并网系统的调度方法。
技术介绍
风电存在随机性和间歇性，随着风电渗透率的不断增加，给电力系统的运行带来新的挑战。针对区域电网，风电是从多个集中接入点接入电网，在风电渗透率较高时，多点扰动的风电或许不会对电网整体的有功平衡造成太大影响，但它会造成电网中潮流分布的重大变化，会带来新的系统安全运行问题，主要表现在以下两点:首先高渗透率风电场出力的波动会在接入点中形成功率大范围变化，会引发风电接入系统断面和风电传输关键断面的潮流局部大尺度涌动，潮流局部涌动会降低传输线路安全性、接入点电压安全性，影响风电场自身保护特性；其次高渗透率风电场出力的波动也会在全区域电网中通过潮流进行传递和蔓延，会引起全区域电网的潮流全局窜动，潮流全局窜动会引发网络全局功率不均衡，会使网络全局传输线路可靠性降低，影响全网节点电压的安全性。因此，风电并网系统调度必须面对高渗透风电接入带来的潮流局部涌动和全局窜动的新问题。目前风电并网调度分别从宏观和微观解决风电场出力的波动性带来的影响，但电力系统需要同时面对潮流全局窜动和局部涌动问题，需要更进一步深入研究。同时也可发现，目前研究工作主要发挥了电源侧的控制能力，如常规水电、火电、电源侧储能等，调控能力还有欠缺，未能充分发挥电力网络的控制特性。目前随着电力电子技术的发展，可控串联补偿装置(TCSC)作为网络调节装置，越来越受到重视。TCSC—般安装在关键断面，若将TCSC作为网络调控手段，可大大加强调控能力。对于风电并网调度而言，如果仅从全局调度出发，以整个电网的潮流均衡度为优化目标，有可能不能保证电网中的关键断面的潮流分布满足安全运行的条件；如果仅从局部角度出发，保证电网中的关键断面安全性的同时，有可能不能保证电网的整体可靠性和安全性。
技术实现思路
为了克服现有技术中存在的不足提供，从整体和局部两个角度尽可能降低风电波动对电网的影响，通过电源侧和网络侧的协同调控制，保证电网潮流分布的均衡性，从而巩固整个电网的安全稳定状态。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为:—种解决风电并网系统潮流不均衡的调度方法，包括如下步骤:(I)在电网中的关键断面装设TCSC ；(2)通过数据采集和监控系统SCADA系统、能量管理系统EMS获取风电数据、ESS荷电状态数据、TCSC补偿度、电力系统稳态数据及负荷预测数据；其中，风电数据包括风速预测数据、风电功率。电力系统稳态数据包括发电机机端电压、机端有功、母线有功和母线无功。(3)向计算机中输入步骤(2)获得的数据；(4)向计算机中输入电力系统静态数据及发电机组固有数据；电力系统静态数据包括电力网络拓扑数据、线路阻抗导纳数据、变压器阻抗变比数据；发电机组固有数据包括发电机内部电抗数据、励磁系统数据；(5)根据步骤(3)、(4)输入的数据在计算机中生成一组常规机组出力数据Pci,t，t=1,2,...24，使其满足:A、常规机组出力约束:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种解决风电并网系统潮流不均衡的调度方法，包括如下步骤：(1)在电网中的关键断面装设TCSC；(2)通过数据采集和监控系统SCADA系统、能量管理系统EMS获取风电数据、ESS荷电状态数据、TCSC补偿度、电力系统稳态数据及负荷预测数据；(3)输入步骤(2)获得的数据；(4)输入电力系统静态数据及发电机组固有数据；(5)根据步骤(3)、(4)输入的数据生成一组常规机组出力数据PGi,t,t＝1,2,…24,使其满足：A、常规机组出力约束：PGimin≤PGi,t≤PGimax]]>式中：PGi,t为常规机组i在时段t的有功出力；分别为常规机组i有功出力的上、下限；B、常规机组爬坡速率约束：RdiGΔt≤PGi,t-PGi,t-1≤RuiGΔt]]>式中：分别为常规机组i有功出力的最大上升速率和下降速率；Δt为一个时段的长度，单位为h；(6)根据步骤(5)获得的常规机组出力数据生成一万组ESS出力数据PEk,t，k＝1,2,…,NW，NW为风电场的数量，使其满足：C、ESS充放电功率约束-PEc,kmax≤PEk,t≤PEd,kmax]]>式中：和分别为第k个ESS充、放电的最大功率；D、ESS充放电等式约束SEk,t=SE,k,t-1-PEk,tΔtηE,dPEk,t>0SE,k,t-1PEk,t=0SE,k,t-1-ηE,cPEk,tΔtPEk,t<0]]>式中：SEk,t为第k个ESS在时段t结束时刻的容量；ηE,c和ηE,d分别为第k个ESS的充电效率和放电效率；E、ESS稳定运行约束Σt=1TPEk,t′Δt3600=0]]>式中：P′Ek,t为第k个ESS实际充、放电的功率，当P′Ek,t≥0时，当P′Ek,t＜0时，P′Ek,t＝ηcPEk,t；Δt/3600的意义是将时间单位“s”折算为时间单位“h”；(7)根据步骤(5)获得的常规机组出力数据生成一万组TCSC补偿度数据βn,t，n＝1,2,…,NW，使其满足：TCSC补偿度范围约束βnmin≤βn,t≤βnmax]]>式中：βn,t为第n个TCSC在时段t的补偿度；和分别为第n个TCSC补偿度范围的上、下限；(8)将步骤(5)、(6)、(7)得到的数据输入潮流计算工具，算出调度周期内全网潮流均衡度D和关键断面潮流均衡度d，记录关键断面潮流均衡度d为最小时的PEk,t和βn,t，并记录此时对应的PGi,t；选取方差模型来描述潮流的均衡性，则潮流均衡度D的数学表达式如式(2)所示：D=1NlΣj=1Nl(μj-μ‾)---(2)]]>式中：μi为线路i的负载率，j＝1,2,…,Nl，Nl为线路数，NS为关键断面线路数；为线路j的最大有功传输容量，Pj为系统运行时线路j的实际潮流，为电网中所有线路的平均负载率，为电网关键断面中线路的平均负载率；(9)重复步骤(5)～(8)，直到已经生成一万组PGi,t；记录使全网潮流均衡度D最小的PGi,t和对应的使关键断面潮流均衡度最小的PEk,t和βn,t，此时的PGi,t、PEk,t和βn,t即为调度的常规机组出力、储能出力和TCSC补偿度。...

【技术特征摘要】
1.一种解决风电并网系统潮流不均衡的调度方法，包括如下步骤: (1)在电网中的关键断面装设TCSC; (2)通过数据采集和监控系统SCADA系统、能量管理系统EMS获取风电数据、ESS荷电状态数据、TCSC补偿度、电力系统稳态数据及负荷预测数据； (3)输入步骤(2)获得的数据； (4)输入电力系统静态数据及发电机组固有数据； (5)根据步骤(3)、...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈中，丁楠，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32