一种新能源入网裕度评估与安全校核方法技术

本发明专利技术公开了一种新能源入网裕度评估与安全校核方法，步骤包括：S1，构建新能源入网裕度评估模型；S2，收集模型求解所需的基础数据以求解新能源入网裕度评估模型，得到新能源安装容量和机组出力计划；S3，构建最优潮流模型，然后将每个新能源出力场景下的机组出力计划逐一代入到最优潮流模型中对新能源安装容量进行校验，并根据校验结果，利用分步逼近策略逐步收缩新能源安装容量的上限和下限，直至满足收敛条件，最终获得新能源最大安全接入容量。本发明专利技术通过直接求解所构建的新能源入网裕度评估模型得到新能源安装容量和机组出力计划，提高了新能源入网裕度评估效率，通过构建最优潮流模型引入校核机制，提高了评估结果可靠性。靠性。靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种新能源入网裕度评估与安全校核方法


[0001]本专利技术涉及电网
，具体涉及一种新能源入网裕度评估与安全校核方法。

技术介绍

[0002]随着新能源并网容量的逐渐增加，对电网安全稳定运行提出了更高的要求。若新能源接入电网容量占比过大，将可能造成主变、线路重过载及严重倒送高电压等现象，威胁电网、设备稳定运行。因此，有必要对新能源接入电网进行主动管理，以实现新能源发电充分消纳，确保电网安全稳定运行。裕度评估是对新能源入网管理的重要方式，但目前对于新能源入网的裕度评估依靠简单的手工计算，存在评估耗时长、效率低、评估结果可靠性差的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术以提高新能源入网裕度评估效率，缩短新能源接入方案答复时间，并提高评估结果可靠性为目的，提供了一种新能源入网裕度评估与安全校核方法。
[0004]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0005]提供一种新能源入网裕度评估与安全校核方法，步骤包括：
[0006]S1，构建新能源入网裕度评估模型；
[0007]S2，收集模型求解所需的基础数据以求解所述新能源入网裕度评估模型，得到新能源安装容量和机组出力计划；
[0008]S3，构建最优潮流模型，然后将每个新能源出力场景下的所述机组出力计划逐一代入到所述最优潮流模型中对所述新能源安装容量进行校验，并根据校验结果，利用分步逼近策略逐步收缩所述新能源安装容量的上限和下限，直至满足收敛条件，最终获得新能源最大安全接入容量。
[0009]作为本专利技术的一种优选方案，所述新能源入网裕度评估模型包括以新能源安装容量最大为优化目标的第一目标函数，以及求解所述第一目标函数的8个约束条件，所述第一目标函数通过以下公式(1)表达：
[0010]maxf1＝s
ꢀꢀꢀꢀ
公式(1)
[0011]公式(1)中，f1表示所述第一目标函数的表达式；
[0012]s表示作为优化目标的所述新能源安装容量；
[0013]求解所述第一目标函数的8个约束条件包括机组最小启停时间约束、机组有功出力限制约束、机组有功爬坡约束、旋转备用容量约束、二次调频容量约束、节点功率约束、支路有功限值约束和新能源安装容量范围约束，
[0014]优选地，所述机组最小启停时间约束通过以下公式(2)
‑
(3)表达：
[0015][0016]公式(3)公式(2)
‑
(3)中，u
g,t
表示机组g在t时段的启停0
‑
1变量，u
g,t
＝1表示所述机组g在t时段处于开机状态，取0表示机组g在t时段处于停机状态；
[0017]表示所述机组g的最小连续运行时间；
[0018]表示所述机组g的最小连续停机时间；
[0019]k表示相对于t时段的偏移量；
[0020]u
g,t+k
、u
g,t
‑1分别表示所述机组g在t+k时段和t
‑
1时段的启停0
‑
1变量；
[0021]优选地，所述机组有功出力限制约束通过以下公式(4)表达：
[0022][0023]公式(4)中，p
g,t
表示所述机组g在t时段的有功出力；
[0024]P
g
、分别表示所述机组g的有功出力最小值和最大值；
[0025]优选地，所述机组有功爬坡约束通过以下公式(5)表达：
[0026][0027]公式(5)中，分别表示所述机组g的向下爬坡速率限制和向上爬坡速率限制；
[0028]p
g,t
表示所述机组g在t时段的有功出力；
[0029]p
g,t
‑1表示所述机组g在t
‑
1时段的有功出力；
[0030]优选地，所述旋转备用容量约束通过以下公式(6)
‑
(7)表达：
[0031][0032][0033]公式(6)
‑
(7)中，α
t
、β
t
分别表示电力系统在t时段的最小向上旋转备用容量需求和最小向下旋转备用容量需求；
[0034]G表示机组g的集合；
[0035]g表示所述机组g；
[0036]p
g,t
表示所述机组g在t时段的有功出力；
[0037]P
g
、分别表示所述机组g的有功出力最小值和最大值；
[0038]优选地，所述二次调频容量约束通过以下公式(8)
‑
(13)表达：
[0039][0040][0041][0042][0043][0044][0045]公式(8)
‑
(13)中，分别表示电力系统在t时段的正、负调频容量需求；
[0046]分别表示所述机组g在t时段的正、负调频容量；
[0047]ΔP
g
分别表示所述机组g的正、负调频容量范围；
[0048]G表示机组g的集合；
[0049]g表示所述机组g；
[0050]p
g,t
表示所述机组g在t时段的有功出力；
[0051]Pg、分别表示所述机组g的有功出力最小值和最大值；
[0052]优选地，所述节点功率平衡约束通过以下公式(14)表达：
[0053][0054]公式(14)中，p
g∈i,t
表示接入到电力系统中的节点i处的所述机组g在t时段的有功输出；
[0055]p
n∈i,t
表示接入所述节点i的新能源厂站n在t时段的有功输出；
[0056]p
d∈i,t
表示接入所述节点i的负荷d在t时段的有功需求；
[0057]p
ij,t
表示t时段流经连接所述节点i和节点j的支路ij的有功；
[0058]优选地，当所述新能源厂站n的类型为安装容量为s的光伏组件时，p
n∈i,t
通过以下公式(15)计算而得：
[0059]p
n∈i,t
＝I
t
·
cosθ
t
·
s
·
(1+μ(A
t
‑
A
STC
))
ꢀꢀꢀ
公式(15)
[0060]公式(15)中，I
t
表示所述光伏组件在t时段的平均光照强度；
[0061]θ
t
表示所述光伏组件在t时段的光照平均入射角度；
[0062]μ表示所述光伏组件的功率温度系数；
[0063]A
t
表示所述光伏组件在t时段的平均工作温度；
[0064]A
STC
表示标准测试条件下所述光伏组件的温度；
[0065]优本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新能源入网裕度评估与安全校核方法，其特征在于，步骤包括：S1，构建新能源入网裕度评估模型；S2，收集模型求解所需的基础数据以求解所述新能源入网裕度评估模型，得到新能源安装容量和机组出力计划；S3，构建最优潮流模型，然后将每个新能源出力场景下的所述机组出力计划逐一代入到所述最优潮流模型中对所述新能源安装容量进行校验，并根据校验结果，利用分步逼近策略逐步收缩所述新能源安装容量的上限和下限，直至满足收敛条件，最终获得新能源最大安全接入容量。2.根据权利要求1所述的新能源入网裕度评估与安全校核方法，其特征在于，所述新能源入网裕度评估模型包括以新能源安装容量最大为优化目标的第一目标函数，以及求解所述第一目标函数的8个约束条件，所述第一目标函数通过以下公式(1)表达：maxf1＝s
ꢀꢀꢀꢀꢀ
公式(1)公式(1)中，f1表示所述第一目标函数的表达式；s表示作为优化目标的所述新能源安装容量；求解所述第一目标函数的8个约束条件包括机组最小启停时间约束、机组有功出力限制约束、机组有功爬坡约束、旋转备用容量约束、二次调频容量约束、节点功率约束、支路有功限值约束和新能源安装容量范围约束，优选地，所述机组最小启停时间约束通过以下公式(2)
‑
(3)表达：(3)表达：公式(2)
‑
(3)中，u
g，t
表示机组g在t时段的启停0
‑
1变量，u
g，t
＝1表示所述机组g在t时段处于开机状态，取0表示机组g在t时段处于停机状态；表示所述机组g的最小连续运行时间；表示所述机组g的最小连续停机时间；k表示相对于t时段的偏移量；u
g，t+k
、u
g，t
‑1分别表示所述机组g在t+k时段和t
‑
1时段的启停0
‑
1变量；优选地，所述机组有功出力限制约束通过以下公式(4)表达：公式(4)中，p
g，t
表示所述机组g在t时段的有功出力；P
g
、分别表示所述机组g的有功出力最小值和最大值；优选地，所述机组有功爬坡约束通过以下公式(5)表达：
公式(5)中，分别表示所述机组g的向下爬坡速率限制和向上爬坡速率限制；p
g，t
表示所述机组g在t时段的有功出力；p
g，t
‑1表示所述机组g在t
‑
1时段的有功出力；优选地，所述旋转备用容量约束通过以下公式(6)
‑
(7)表达：(7)表达：公式(6)
‑
(7)中，α
t
、β
t
分别表示电力系统在t时段的最小向上旋转备用容量需求和最小向下旋转备用容量需求；G表示机组g的集合；g表示所述机组g；p
g，t
表示所述机组g在t时段的有功出力；P
g
、分别表示所述机组g的有功出力最小值和最大值；优选地，所述二次调频容量约束通过以下公式(8)
‑
(13)表达：(13)表达：(13)表达：(13)表达：(13)表达：(13)表达：公式(8)
‑
(13)中，分别表示电力系统在t时段的正、负调频容量需求；分别表示所述机组g在t时段的正、负调频容量；ΔP
g
分别表示所述机组g的正、负调频容量范围；G表示机组g的集合；g表示所述机组g；p
g，t
表示所述机组g在t时段的有功出力；P
g
、分别表示所述机组g的有功出力最小值和最大值；优选地，所述节点功率平衡约束通过以下公式(14)表达：
公式(14)中，p
g∈i，t
表示接入到电力系统中的节点i处的所述机组g在t时段的有功输出；p
n∈i，t
表示接入所述节点i的新能源厂站n在t时段的有功输出；p
d∈i，t
表示接入所述节点i的负荷d在t时段的有功需求；p
ij，t
表示t时段流经连接所述节点i和节点j的支路ij的有功；优选地，当所述新能源厂站n的类型为安装容量为s的光伏组件时，p
n∈i,t
通过以下公式(15)计算而得：p
n∈i，t
＝I
t
·
cosθ
t
·
s
·
(1+μ(A
t
‑
A
STC
))
ꢀꢀꢀꢀ
公式(15)公式(15)中，I
t
表示所述光伏组件在t时段的平均光照强度；θ
t
表示所述光伏组件在t时段的光照平均入射角度；μ表示所述光伏组件的功率温度系数，由组件的制造工艺决定；A
t
表示所述光伏组件在t时段的平均工作温度；A
STC
表示标准测试条件下所述光伏组件的温度；优选地，当所述新能源厂站n的类型为安装容量为s的风电机组时，p
n∈i,t
通过以下公式(16)计算而得：公式(16)中，v
t
表示t时段作用在所述风电机组上的风力的平均风速；v
ci
、v
r
、u
co
分别表示所述风电机组中的风机的切入风速、额定风速和切出风速；优选地，所述支路有功限值约束通过以下公式(17)表达：公式(17)中，p
ij，t
表示t时段流经连接电力系统中节点i和节点j的支路ij的有功功率；p
ij
表示所述支路ij的有功下限；表示所述支路ij的有功上限；优选地，所述新能源安装容量范围约束通过以下公式(18)表达：公式(18)中，S表示新能源的最小安装容量；表示新能源的最大安装容量。3.根据权利要求2所述的新能源入网裕度评估与安全校核方法，其特征在于，当给定新能源最大安全接入容量s时，将所述第一目标函数更换为以电力系统运行成本最小为优化目标的第二目标函数，所述第二目标函数通过以下公式(19)表达：
公式(19)中，f2为所述第二目标函数的表达式；分别表示所述机组g的发电费用、启动费用和停机费用。4.根据权利要求3所述的新能源入网裕度评估与安全校核方法，其特征在于，所述机组g的发电费用通过以下公式(20)计算而得：公式(20)中，u
g，t
表示机组g在t时段的启停0
‑
1变量，u
g，t
＝1表示所述机组g在t时段处于开机状态，取0表示机组g在t时段处于停机状态；表示所述机组g的固定运行成本；p
g，t，l
表示所述机组g在t时段对应于发电费用曲线的第l分段的有功出力；ρ
g，l
表示所述机组g的发电费用曲线的第l分段的斜率；L表示机组g发电费用曲线的线性分段数。5.根据权利要求4所述的新能源入网裕度评估与安全校核方法，其特征在于，p
g，t，l
通过以下公式(21)求解而得并受以下公式(22)的求解约束：解而得并受以下公式(22)的求解约束：公式(21)
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪超群，陈懿，迟长云，李晓波，蒋雪冬，乔辉，史立勤，陶媛，
申请(专利权)人：浙江浙达能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：