考虑储能的提高区域电网新能源承载能力评估方法及系统技术方案

考虑储能的提高区域电网新能源承载能力评估方法及系统，提供了一种考虑储能条件下，基于随机规划理论与动态风险管理的区域电网新能源承载能力评估方法，包括如下步骤：获取区域电网原始数据；分析新能源出力特性，构建新能源出力特性指标体系；建立基于随机规划理论的新能源承载能力决策模型，评估当前电网新能源承载能力概率分布结果，为电网调度提供决策指导；考虑负荷增长、火电最小出力特性、外送通道等约束条件，基于负荷预测、新能源规划与出力特性，建立配置储能的新能源承载能力协同优化预测模型，为电网发展规划与调度决策提供技术支撑。技术支撑。技术支撑。

【技术实现步骤摘要】
考虑储能的提高区域电网新能源承载能力评估方法及系统


[0001]本专利技术属于电力系统
，涉及新能源承载能力评估，具体涉及新能源承载能力评估方法及系统。

技术介绍

[0002]近年来，我国新能源发电装机增长迅速，装机容量、发电量占比越来越高，未来新能源必将迎来更大更快发展。新能源大规模并网，导致电网的新能源承载压力越来越大，必须要对新能源承载能力进行评估，确保当前以及未来电网的安全稳定运行。
[0003]现有技术中，对于电力系统新能源承载能力评估的研究包括：
[0004]《基于线性最优潮流的电力系统新能源承载能力分析》(中国电力，2022.55 (3)，董昱等)，建立了电力系统新能源承载能力线性最优潮流模型，在精度允许的前提下，解决传统最优潮流高次非凸模型难以求得全局最优解的问题。综合考虑节点电压、线路潮流、功率返送、机组爬坡等约束条件，评估电力系统新能源承载能力。《双碳背景下配电网对多元接入体的承载能力评估》(电网技术， 2021.11，李宏仲等)，应用相似性度量方法分析新能源特性与配电网承载能力之间的关联关系。为实现新能源最大限度地参与到能量交互过程，建立了以相似度最优和新能源消纳量最大为目标的两阶段优化评估模型。蔡葆锐等在2021年10 月的《云南电力技术》，发表过《考虑频率安全约束的云南电网新能源运行边界研究》，建立了考虑传统机组、直流频率限制控制、新能源的云南电网频率响应综合模型，在考虑系统最大频率偏差和频率变化率两个安全约束条件的情况下，对云南电网新能源的承载能力进行评估，指导云南电网实际运行控制。
[0005]在新能源承载能力评估方面，中国专利CN201811532482.X《一种通过系统频率稳定约束确定电网新能源承载力的方法》在系统功率扰动条件下，不断改变模型中新能源发电机组所承担负载比例和等值惯性时间常数，得到新能源渗透率不同时系统频率响应曲线，依据当前新能源渗透率下系统的最低频率、系统频率稳定约束中的最低频率下限值、当前新能源渗透率增加预定百分比数值后系统的最低频率，确定电网新能源承载力。中国专利CN202110638082.2《一种计及新能源机组一次调频的电网新能源承载能力评估方法及系统》提出了多级输电断面功率缺额等概念，提出计及电网频率响应因子评价指标，通过考虑新能源机组接入且具备调频能力，分配常规机组和新能源机组承担的一次调频备用容量，构建了一种基于多级输电断面稳定约束的互联省级电网新能源承载能力评价方法。
[0006]中国专利CN201910337063.9《一种基于电力系统在线惯量估计的新能源承载力预警方法》涉及一种基于电力系统在线惯量估计的新能源承载力预警方法，依据电网频率响应特性曲线，确定决定系统频率变化的关键参数；根据系统频率变化的约束条件，获得系统在最大扰动下的极限转动惯量；依据转动惯量与极限转动惯量评估新能源的承载力。中国专利CN202110647848.3《一种电力系统新能源承载能力评估方法及系统》，分析新能源机组各节点相关影响因素、设备数据和运行数据，确定新能源承载力评估模型，通过潮流计算得到新能源承载能力影响因素的敏感度，据此评估新能源承载能力。中国专利
CN202111303623.2《考虑区间电力交换的区域电网新能源承载能力的测算方法》，基于规划年各分区的新能源装机基础方案与区间电力流交换情况，为规划年目标区域的新能源承载力测算提供影响因子，通过不同方式下的潮流计算结果，得到考虑区间电力流交换对区域电网新能源承载力的影响，为在电网运行中制定新能源调度及规划决策提供更加切实可靠的指导，为电网网架结构和电源结构的规划与建设提供科学依据。中国专利CN202110683011.4《一种实时显示区域新能源承载力的方法》，实时计算区域电网某一时段的最大新能源承载力容量，实时显示区域电网某一时段可以安装的最大新能源容量，可以替代承载力评估工作，节约了大量人工时间的同时，可以预警新能源承载力的变化趋势，为区域电网设备运行提供指导。
[0007]中国专利CN201911152362.1《考虑储能的区域电网新能源承载能力的测算方法》，通过综合考虑负荷水平、常规能源的发电能力、储能的配置容量及分区断面的传输极限，以区域电网稳定运行裕度、常规支持能源稳定运行裕度、区域电网电力电量平衡裕度为区域电网新能源承载能力指标进行测算。中国专利 CN201910851227.X《基于数据驱动和情景分析法的电网网源承载力评估方法》，基于历史运行数据对新能源和电网运行情景进行科学的聚类划分，进而实现电网在各种运行情境下对新能源承载能力的精细化评估，有助于促进大规模新能源的发展并网和保障电网的安全稳定运行。
[0008]综上所述，现有技术针对新能源承载能力的研究，主要集中在两个方面。第一个方面，根据电网约束条件，建立新能源承载能力评估模型，得到电网约束条件下某一时段内的新能源承载能力评估结果。但是用一个确定的数值表征新能源承载能力无法反映新能源出力的不确定性，也无法为电网调度运行提供更加全面合理的指导。第二个方面是，研究应用储能来提高新能源的承载能力。但缺乏基于预测数据的时序条件下的新能源承载能力评估研究，无法适用于新能源时序不确定性的特点。
[0009]因此，新能源承载能力评估技术研究的重点在于，建立新能源承载能力评估模型，评估电网当前状态下，能够反映新能源出力不确定性的承载能力结果，同时，综合考虑电网负荷、输送通道、传统机组等对新能源承载能力敏感影响因素，预测考虑储能的区域电网新能源承载能力，为电网规划与调度运行提供指导。

技术实现思路

[0010]为解决现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种考虑储能的提高区域电网新能源承载能力评估方法及系统，以电网当前运行情况为约束条件，建立区域电网新能源承载能力评估模型，评估不同置信水平的区域电网新能源承载能力集合；然后考虑电网负荷、传统机组、外送通道等条件变化，建立区域电网新能源承载能力优化评估模型，得到区域电网不同置信区间的新能源承载能力，为电网调度运行提供技术支撑。
[0011]本专利技术采用如下的技术方案。
[0012]考虑储能的提高区域电网新能源承载能力评估方法，包括以下步骤：
[0013]步骤1，新能源出力特性分析，收集多时间尺度、多运行工况下的新能源出力数据，计算提取新能源出力的不确定性指标，构建新能源出力特性指标体系；
[0014]步骤2，电网多工况运行场景分析，根据电网运行情况，分析新能源承载能力对各影响因素的灵敏度，构建考虑电网实际运行的典型场景；
[0015]步骤3，建立多场景的新能源承载能力概率评估模型，得到在电网现有约束条件下，不同置信水平下的新能源承载能力评估结果集合；
[0016]步骤4，建立基于动态风险管理的新能源承载能力概率分析模型，开展新能源承载能力动态评估，得到不同置信水平下的新能源承载能力及储能配置方案。
[0017]优选地，步骤1中，出力特性指标包括出力率及其区间分布、持续出力曲线、波动性、日出力曲线、场站出力相关性分析。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.考虑储能的提高区域电网新能源承载能力评估方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，新能源出力特性分析，收集多时间尺度、多运行工况下的新能源出力数据，计算提取新能源出力的不确定性指标，构建新能源出力特性指标体系；步骤2，电网多工况运行场景分析，根据电网运行情况，分析新能源承载能力对各影响因素的灵敏度，构建考虑电网实际运行的典型场景；步骤3，建立多场景的新能源承载能力概率评估模型，得到在电网现有约束条件下，不同置信水平下的新能源承载能力评估结果集合；步骤4，建立基于动态风险管理的新能源承载能力概率分析模型，开展新能源承载能力动态评估，得到不同置信水平下的新能源承载能力及储能配置方案。2.根据权利要求1所述的考虑储能的提高区域电网新能源承载能力评估方法，其特征在于：步骤1中，出力特性指标包括出力率及其区间分布、持续出力曲线、波动性、日出力曲线、场站出力相关性分析。3.根据权利要求1所述的考虑储能的提高区域电网新能源承载能力评估方法，其特征在于：步骤3中，电网现阶段承载力数学模型目标函数为调度时段内所有场景下，使得新能源承载能力最大，目标函数为：其中t为调度时段间隔长；S为场景集；s为场景标号；p
s
为场景对应s的概率值；P
ren，t
为场景s、时段t的新能源出力；约束条件包括电力电量平衡、常规机组发电出力与爬坡率、新能源机组出力、输电断面等：电力电量平衡方程：式中，P
g，t
、P
ren，j，t
分别表示常规机组、新能源机组在t时刻的功率，P
k，t
、P
D，t
分别表示t时刻的外送通道功率与系统负荷功率；常规机组发电出力约束：γ
g
P
gmin
≤P
g，t
≤γ
g
P
gmax
式中，P
gmin
、P
gmax
分别表示常规机组出力的下限、上限；γ
g
为0
‑
1变量，γ
g
＝0时表示机组停机，γ
g
＝1时表示机组开机；常规机组爬坡速率约束：ΔP
gD
≤P
g，t
‑
P
g，t
‑1≤ΔP
gU
式中，ΔP
gD
、ΔP
gU
分别表示常规机组爬坡率的下限与上限；新能源机组出力约束：P
ren，j，min
≤P
ren，j，t
≤P
ren，j，max
式中，P
ren，j，min
、P
ren，j，max
分别表示新能源机组出力的下限与上限；输电断面约束：P
D，min
≤P
D，t
≤P
D，max
式中，P
D，min
、P
D，max
分别表示外送通道输出功率的下限与上限。4.根据权利要求1所述的考虑储能的提...

【专利技术属性】
技术研发人员：滕卫军，刘阳，刘红岭，杨海晶，张亚飞，孙鑫，高泽，谷青发，刘超，
申请(专利权)人：华北水利水电大学，
类型：发明
国别省市：