一種復(fù)雜能源環(huán)境下電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的確定方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種復(fù)雜能源環(huán)境下電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的確定方法，屬于電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定分析領(lǐng)域。該方法包括：生成電力系統(tǒng)初步運(yùn)行方式，并確定母線電壓控制范圍；進(jìn)行單一元件安全穩(wěn)定計(jì)算，并對其進(jìn)行評估；進(jìn)行嚴(yán)重故障沖擊下的安全穩(wěn)定計(jì)算，確定最終的電力系統(tǒng)運(yùn)行方式。本發(fā)明針對風(fēng)光火打捆外送能源基地方式確定的問題，通過對風(fēng)光火新能源外送電力系統(tǒng)的特性分析，提出一種利用各種電源不同比例開機(jī)方式比較分析的方法，可以通過各種開機(jī)組合方式下的故障分析，在確保系統(tǒng)故障后滿足N-1的要求，并且使得發(fā)生嚴(yán)重故障后系統(tǒng)的安控措施量最小，并為故障后系統(tǒng)恢復(fù)創(chuàng)造有利條件。
【專利說明】一種復(fù)雜能源環(huán)境下電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的確定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定分析【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種復(fù)雜能源環(huán)境下電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的確定方法。
【背景技術(shù)】
[0002]中國西北地區(qū)的風(fēng)能和光能資源較為豐富，當(dāng)?shù)刎?fù)荷水平較低，系統(tǒng)規(guī)模小，風(fēng)光電消納能力十分有限，大規(guī)模風(fēng)光電(風(fēng)電、光伏和火電，簡稱風(fēng)光電)必須遠(yuǎn)距離輸送到其他區(qū)域消納。風(fēng)光電年利用小時(shí)數(shù)低，單獨(dú)遠(yuǎn)距離傳輸經(jīng)濟(jì)性很差；同時(shí)，傳輸線路上風(fēng)光電功率的頻繁波動極不利于系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。采取風(fēng)電光電火電打捆外送策略不僅能有效減小線路功率的波動，而且還有利于系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，同時(shí)明顯降低受端電力系統(tǒng)的供電成本。
[0003]但是隨著越來越多大容量風(fēng)光火打捆能源基地的建成投運(yùn)，在帶來巨大經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，其動態(tài)行為變得越來越復(fù)雜，電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定特性也因此發(fā)生很大變化。
[0004]受經(jīng)濟(jì)、能源以及環(huán)境變化等問題的影響，近年來各國對新能源的開發(fā)和利用較多。然而由于自然條件和電力系統(tǒng)環(huán)境的不一樣，國內(nèi)外的新能源利用方式也不一樣。國外的新能源多半分散開發(fā)、就近接入，電力系統(tǒng)聯(lián)系緊密技術(shù)成熟，且與其他電源協(xié)調(diào)發(fā)展；國內(nèi)則受自然資源分布的影響，新能源發(fā)電呈現(xiàn)高集中、遠(yuǎn)距離輸電，調(diào)峰能力不足且聯(lián)網(wǎng)較弱的特點(diǎn)。
[0005]目前德國、丹麥等國新能源與負(fù)荷中心地理距離相對較短，大多分散就近接入、就地消納，因此開發(fā)成本也較低。歐美國家在發(fā)展新能源發(fā)電的同時(shí)也大力發(fā)展燃油、燃?xì)獾日{(diào)節(jié)能力強(qiáng)的機(jī)組，以滿足風(fēng)電大規(guī)模并網(wǎng)的需要。同時(shí)其電力系統(tǒng)聯(lián)系緊密，功率交換能力強(qiáng)，為新能源發(fā)電跨區(qū)、跨國消納提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。國外新裝風(fēng)機(jī)都具備有功/無功調(diào)節(jié)能力及低電壓穿越能力，新的光伏發(fā)電并網(wǎng)導(dǎo)則也提出了類似的要求。
[0006]中國風(fēng)電、光伏發(fā)電等新能源大多分布在西北、內(nèi)蒙以及東北等地方，遠(yuǎn)離負(fù)荷中心，電能必須遠(yuǎn)距離大容量輸送，因此開發(fā)成本相對較高；我國的電源以火電為主，目前約占總裝機(jī)容量的76%，系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻能力有限、峰谷差大；而且地域?qū)拸V，各區(qū)域電力系統(tǒng)跨度大，區(qū)域電力系統(tǒng)之間聯(lián)系較弱，功率交換能力不強(qiáng)。另外，風(fēng)電、光伏發(fā)電等起步相對國外來說比較晚，技術(shù)相對不成熟，風(fēng)電機(jī)組和光伏電站有功/無功調(diào)節(jié)能力差，很多都不具備低電壓穿越能力。
[0007]因此，有必要深入研究考慮風(fēng)光火復(fù)雜能源環(huán)境下系統(tǒng)運(yùn)行方式確定的方法，以最小的代價(jià)保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種復(fù)雜能源環(huán)境下電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的確定方法，針對風(fēng)光火打捆外送能源基地方式確定的問題，通過對風(fēng)光火新能源外送電力系統(tǒng)的特性分析，提出一種利用各種電源不同比例開機(jī)方式比較分析的方法，可以通過各種開機(jī)組合方式下的故障分析，在確保系統(tǒng)故障后滿足N-1的要求，并且使得發(fā)生嚴(yán)重故障后系統(tǒng)的安控措施量最小，并為故障后系統(tǒng)恢復(fù)創(chuàng)造有利條件。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案:
[0010]本發(fā)明提供一種復(fù)雜能源環(huán)境下電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的確定方法，復(fù)雜能源環(huán)境為風(fēng)電、光伏和火電兼有的環(huán)境，所述方法包括以下步驟:
[0011]步驟1:生成電力系統(tǒng)初步運(yùn)行方式，并確定母線電壓控制范圍；
[0012]步驟2:進(jìn)行單一元件安全穩(wěn)定計(jì)算，并對其進(jìn)行評估；
[0013]步驟3:進(jìn)行嚴(yán)重故障沖擊下的安全穩(wěn)定計(jì)算，確定最終的電力系統(tǒng)運(yùn)行方式。
[0014]所述步驟I包括以下步驟:
[0015]步驟1-1:根據(jù)年負(fù)荷曲線、負(fù)荷預(yù)測和電力系統(tǒng)負(fù)荷容量，確定大負(fù)荷供電需求年最大值或者小負(fù)荷供電需求年最小值；
[0016]步驟1-2:根據(jù)電力系統(tǒng)中風(fēng)電、光伏、火電機(jī)組的各自裝機(jī)容量和地域分布，結(jié)合方式確定的季節(jié)特性，生成各種發(fā)電組合；
[0017]步驟1-3:根據(jù)生成的各種發(fā)電組合，計(jì)算電力系統(tǒng)各斷面輸電能力極限；
[0018]步驟1-4:對比不同發(fā)電組合下電力系統(tǒng)各斷面輸電能力極限的差異，優(yōu)選合理的發(fā)電組合，生成電力系統(tǒng)初步運(yùn)行方式；
[0019]步驟1-5:針對生成的電力系統(tǒng)初步運(yùn)行方式，確定母線電壓控制范圍。
[0020]所述步驟1-2中，發(fā)電集合包括風(fēng)電大發(fā)方式、光伏大發(fā)方式或火電大發(fā)方式。
[0021]所述步驟1-3中，計(jì)算電力系統(tǒng)各斷面輸電能力極限過程為:先確定斷面的構(gòu)成，逐步增加送端開機(jī)量，減少受端開機(jī)量；然后校核N-1故障，直至系統(tǒng)失穩(wěn)；最終計(jì)算出斷面輸電能力極限。
[0022]所述步驟1-4中，根據(jù)發(fā)電集合對輸電能力影響的原則，按照下述標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)選發(fā)電
組合；
[0023]I)各斷面輸電能力極限滿足由步驟A中的負(fù)荷容量和步驟B中的地域分布所確定的各斷面送受電容量需求；
[0024]2)減小各斷面輸電能力極限之間的相互影響，避免某些斷面送電規(guī)模較大時(shí)導(dǎo)致其他相關(guān)斷面輸電能力極限顯著下降。
[0025]所述步驟1-5中，針對生成的電力系統(tǒng)初步運(yùn)行方式，引入電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定約束，確定母線電壓控制范圍，實(shí)現(xiàn)保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定和預(yù)控故障后電壓波動范圍的目標(biāo)；
[0026]所述電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定約束指電力系統(tǒng)運(yùn)行方式滿足《電力系統(tǒng)穩(wěn)定導(dǎo)則》的要求；母線電壓控制范圍指母線電壓滿足《電力系統(tǒng)電壓和無功電力技術(shù)導(dǎo)則》的要求。
[0027]所述步驟2包括以下步驟:
[0028]步驟2-1:根據(jù)生成的電力系統(tǒng)初步運(yùn)行方式，進(jìn)行單一元件安全穩(wěn)定計(jì)算，評估其是否滿足電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定約束；若滿足，則繼續(xù)進(jìn)行步驟2-2 ;若不滿足，則返回步驟1-4 ；
[0029]步驟2-2:判斷單一元件故障后電力系統(tǒng)電壓水平是否影響風(fēng)電、光伏甚至相關(guān)直流系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)而造成連鎖故障；若有影響，則返回步驟1-5 ;若無影響，則執(zhí)行步驟3。[0030]所述步驟2-1中，評估單一元件是否滿足電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定約束標(biāo)準(zhǔn)為:電力系統(tǒng)運(yùn)行方式滿足《電力系統(tǒng)穩(wěn)定導(dǎo)則》的要求，即正常運(yùn)行方式下的電力系統(tǒng)發(fā)生單一元件故障擾動后，保護(hù)、開關(guān)及重合閘正確動作，不采取穩(wěn)定控制措施，保持電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和電力系統(tǒng)的正常供電，其他元件不超過規(guī)定的事故過負(fù)荷能力，不發(fā)生連續(xù)跳閘。
[0031]所述步驟2-2中，根據(jù)評估標(biāo)準(zhǔn)評估單一元件故障后是否存在過電壓或低電壓情況，判斷單一元件故障后電力系統(tǒng)電壓水平是否影響風(fēng)電甚至光伏的穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)而造成連鎖故障；評估標(biāo)準(zhǔn)為:若單一元件故障后母線恢復(fù)電壓升高至1.1p.u.，即認(rèn)為影響風(fēng)電、光伏發(fā)電穩(wěn)定運(yùn)行；若故障后母線電壓恢復(fù)水平低于0.87p.u.，即認(rèn)為影響直流系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。
[0032]所述步驟3中，根據(jù)電力系統(tǒng)初步運(yùn)行方式進(jìn)行嚴(yán)重故障的安全穩(wěn)定計(jì)算，評估電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制措施量的規(guī)模，主要為切機(jī)、切負(fù)荷措施量；若安全穩(wěn)定控制措施量代價(jià)過大，則返回步驟1-4 ;若安全穩(wěn)定控制措施量可接受，即確定為最終的電力系統(tǒng)運(yùn)行方式集合。
[0033]所述嚴(yán)重故障包括電力系統(tǒng)主網(wǎng)架電壓等級同桿并架線路三相永久性短路跳雙回故障和直流閉鎖故障；根據(jù)《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制技術(shù)導(dǎo)則》標(biāo)準(zhǔn)，若電力系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重故障導(dǎo)致電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定破壞時(shí)，采取送端切機(jī)或受端切負(fù)荷措施，防止電力系統(tǒng)崩潰，若安全穩(wěn)定控制措施量超過嚴(yán)重故障后電力轉(zhuǎn)移或損失量，認(rèn)為安全穩(wěn)定控制措施量代價(jià)過大，反之則認(rèn)為安全穩(wěn)定控制措施量可接受。
[0034]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0035]本發(fā)明提供的一種復(fù)雜能源環(huán)境下電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的確定方法，針對風(fēng)光火打捆外送能源基地方式安排的問題，通過對風(fēng)光火新能源外送電網(wǎng)的特性分析，可以通過各種開機(jī)組合方式下的故障分析，在確保系統(tǒng)故障后滿足N-1的要求的條件下，使得發(fā)生嚴(yán)重故障后系統(tǒng)的安控措施量最小，并為故障后系統(tǒng)恢復(fù)創(chuàng)造有利條件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]圖1是本發(fā)明提供的復(fù)雜能源環(huán)境下電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的確定方法流程圖；
[0037]圖2為本發(fā)明實(shí)施例計(jì)算中的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖3為發(fā)明實(shí)施例計(jì)算中的原方式下東郊-吐魯番N-2部分750kV母線電壓曲線.-^4 ，
[0039]圖4為發(fā)明實(shí)施例計(jì)算中的采用考慮風(fēng)光火復(fù)雜能源環(huán)境下系統(tǒng)運(yùn)行方式安排方法后的方式下東郊-吐魯番N-2部分750kV母線電壓曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0040]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0041]如圖1，本發(fā)明提供一種復(fù)雜能源環(huán)境下電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的確定方法，復(fù)雜能源環(huán)境為風(fēng)電、光伏和火電兼有的環(huán)境，包括以下步驟:
[0042]步驟1:生成電力系統(tǒng)初步運(yùn)行方式，并確定母線電壓控制范圍；
[0043]步驟1-1:根據(jù)年負(fù)荷曲線、負(fù)荷預(yù)測和電力系統(tǒng)負(fù)荷容量，確定大負(fù)荷供電需求年最大值或者小負(fù)荷供電需求年最小值；[0044]步驟1-2:根據(jù)電力系統(tǒng)中風(fēng)電、光伏、火電機(jī)組的各自裝機(jī)容量和地域分布，結(jié)合方式確定的季節(jié)特性，生成各種發(fā)電組合；
[0045]發(fā)電集合包括風(fēng)電大發(fā)方式、光伏大發(fā)方式或火電大發(fā)方式；
[0046]I)風(fēng)電大發(fā)方式:風(fēng)電實(shí)際出力達(dá)到風(fēng)電裝機(jī)容量的45%以上，其他不足電力由火電和光伏發(fā)電承擔(dān)；
[0047]2)光伏大發(fā)方式:光伏實(shí)際出力達(dá)到光伏發(fā)電裝機(jī)容量的80%以上，其他不足電力由火電和風(fēng)電承擔(dān)；
[0048]3)火電大發(fā)方式:火電實(shí)際出力達(dá)到火電裝機(jī)容量的90%以上；其他不足電力由風(fēng)電、光伏承擔(dān)。
[0049]步驟1-3:根據(jù)生成的各種發(fā)電組合，計(jì)算電力系統(tǒng)各斷面輸電能力極限；
[0050]計(jì)算電力系統(tǒng)各斷面輸電能力極限過程為:先確定斷面的構(gòu)成，逐步增加送端開機(jī)量，減少受端開機(jī)量；然后校核N-1故障，直至系統(tǒng)失穩(wěn)；最終計(jì)算出斷面輸電能力極限。
[0051]步驟1-4:對比不同發(fā)電組合下電力系統(tǒng)各斷面輸電能力極限的差異，優(yōu)選合理的發(fā)電組合，生成電力系統(tǒng)初步運(yùn)行方式；
[0052]所述步驟1-4中，根據(jù)發(fā)電集合對輸電能力影響的原則，按照下述標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)選發(fā)電
組合；
[0053]I)各斷面輸電能力極限滿足由步驟A中的負(fù)荷容量和步驟B中的地域分布所確定的各斷面送受電容量需求；
[0054]2)減小各斷面輸電能力極限之間的相互影響，避免某些斷面送電規(guī)模較大時(shí)導(dǎo)致其他相關(guān)斷面輸電能力極限顯著下降。
[0055]步驟1-5:針對生成的電力系統(tǒng)初步運(yùn)行方式，確定母線電壓控制范圍。
[0056]針對生成的電力系統(tǒng)初步運(yùn)行方式，引入電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定約束，確定母線電壓控制范圍，實(shí)現(xiàn)保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定和預(yù)控故障后電壓波動范圍的目標(biāo)；
[0057]所述電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定約束指電力系統(tǒng)運(yùn)行方式滿足《電力系統(tǒng)穩(wěn)定導(dǎo)則》的要求；母線電壓控制范圍指母線電壓滿足《電力系統(tǒng)電壓和無功電力技術(shù)導(dǎo)則》的要求。
[0058]步驟2:進(jìn)行單一元件安全穩(wěn)定計(jì)算，并對其進(jìn)行評估；
[0059]步驟2-1:根據(jù)生成的電力系統(tǒng)初步運(yùn)行方式，進(jìn)行單一元件安全穩(wěn)定計(jì)算，評估其是否滿足電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定約束；若滿足，則繼續(xù)進(jìn)行步驟2-2 ;若不滿足，則返回步驟1-4 ；
[0060]評估單一元件是否滿足電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定約束標(biāo)準(zhǔn)為:電力系統(tǒng)運(yùn)行方式滿足《電力系統(tǒng)穩(wěn)定導(dǎo)則》的要求，即正常運(yùn)行方式下的電力系統(tǒng)發(fā)生單一元件故障擾動后，保護(hù)、開關(guān)及重合閘正確動作，不采取穩(wěn)定控制措施，保持電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和電力系統(tǒng)的正常供電，其他元件不超過規(guī)定的事故過負(fù)荷能力，不發(fā)生連續(xù)跳閘。
[0061]步驟2-2:判斷單一元件故障后電力系統(tǒng)電壓水平是否影響風(fēng)電、光伏甚至相關(guān)直流系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)而造成連鎖故障；若有影響，則返回步驟1-5 ;若無影響，則執(zhí)行步驟3。
[0062]根據(jù)評估標(biāo)準(zhǔn)評估單一元件故障后是否存在過電壓或低電壓情況，判斷單一元件故障后電力系統(tǒng)電壓水平是否影響風(fēng)電甚至光伏的穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)而造成連鎖故障；評估標(biāo)準(zhǔn)為:若單一元件故障后母線恢復(fù)電壓升高至1.1p.u.，即認(rèn)為影響風(fēng)電、光伏發(fā)電穩(wěn)定運(yùn)行；若故障后母線電壓恢復(fù)水平低于0.87p.u.，即認(rèn)為影響直流系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。
[0063]步驟3:進(jìn)行嚴(yán)重故障沖擊下的安全穩(wěn)定計(jì)算，確定最終的電力系統(tǒng)運(yùn)行方式。
[0064]根據(jù)電力系統(tǒng)初步運(yùn)行方式進(jìn)行嚴(yán)重故障的安全穩(wěn)定計(jì)算，評估電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制措施量的規(guī)模，主要為切機(jī)、切負(fù)荷措施量；若安全穩(wěn)定控制措施量代價(jià)過大，則返回步驟1-4 ;若安全穩(wěn)定控制措施量可接受，即確定為最終的電力系統(tǒng)運(yùn)行方式集合。
[0065]所述嚴(yán)重故障包括電力系統(tǒng)主網(wǎng)架電壓等級同桿并架線路三相永久性短路跳雙回故障和直流閉鎖故障；根據(jù)《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制技術(shù)導(dǎo)則》標(biāo)準(zhǔn)，若電力系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重故障導(dǎo)致電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定破壞時(shí)，采取送端切機(jī)或受端切負(fù)荷措施，防止電力系統(tǒng)崩潰，若安全穩(wěn)定控制措施量超過嚴(yán)重故障后電力轉(zhuǎn)移或損失量，認(rèn)為安全穩(wěn)定控制措施量代價(jià)過大，反之則認(rèn)為安全穩(wěn)定控制措施量可接受。 統(tǒng)故障后風(fēng)電、火電切機(jī)策略 協(xié)調(diào)優(yōu)化為例，有如下實(shí)施例:
[0067]A、搭建西北電力系統(tǒng)研究水平年方式數(shù)據(jù)作為研究基礎(chǔ)，潮流示意圖如圖1所
/Jn ο
[0068]B、數(shù)字仿真表明，東郊-吐魯番線路運(yùn)行功率為2910麗，東郊-吐魯番線路發(fā)生N-2故障后，新疆主網(wǎng)將與外送一通道和二通道斷開，具體仿真結(jié)果如圖2所示。由仿真結(jié)果可知:解列后兩部分電力系統(tǒng)的頻率在穩(wěn)定范圍內(nèi)；但由于開斷直接造成一、二通道各個斷面潮流減小，通道750kV母線電壓大多已經(jīng)超過lp.u.(800kV)，影響到設(shè)備安全；同時(shí)，哈鄭直流的500kV換流母線、青藏直流的330kV換流母線電壓分別都超過了設(shè)計(jì)手冊要求的最高極端電壓限值550kV以及363kV，影響到了兩條直流的可靠運(yùn)行。
[0069]C、根據(jù)故障后的情況，調(diào)整基礎(chǔ)方式，將沙州-魚卡線路上的可控高抗調(diào)整至156Mvar,留出可控裕度234Mvar ;敦煌母線上的可控高抗調(diào)整至150Mvar,留出可控裕度150Mvar ;敦煌、柴達(dá)木、酒泉、日月山、哈密、哈密換、吐魯番變電站均作出調(diào)整，原方式和采用考慮風(fēng)光火多種能源復(fù)雜環(huán)境下系統(tǒng)運(yùn)行方式安排方法調(diào)整后方式的調(diào)整對比表參見表1。方式調(diào)整后，再次分析東郊-吐魯番N-2故障后的情況，東郊-吐魯番發(fā)生N-2故障后，將沙州-魚卡線路上預(yù)留出的234Mvar可控高抗投入，敦煌母線上預(yù)留的150Mvar投入，并且將敦煌、柴達(dá)木和酒泉變電站內(nèi)的電抗全部投入，結(jié)果參見圖3。
[0070]表1
[0071]
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)雜能源環(huán)境下電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的確定方法，復(fù)雜能源環(huán)境為風(fēng)電、光伏和火電兼有的環(huán)境，其特征在于:所述方法包括以下步驟: 步驟1:生成電力系統(tǒng)初步運(yùn)行方式，并確定母線電壓控制范圍； 步驟2:進(jìn)行單一元件安全穩(wěn)定計(jì)算，并對其進(jìn)行評估； 步驟3:進(jìn)行嚴(yán)重故障沖擊下的安全穩(wěn)定計(jì)算，確定最終的電力系統(tǒng)運(yùn)行方式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜能源環(huán)境下電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的確定方法，其特征在于:所述步驟I包括以下步驟: 步驟1-1:根據(jù)年負(fù)荷曲線、負(fù)荷預(yù)測和電力系統(tǒng)負(fù)荷容量，確定大負(fù)荷供電需求年最大值或者小負(fù)荷供電需求年最小值； 步驟1-2:根據(jù)電力系統(tǒng)中風(fēng)電、光伏、火電機(jī)組的各自裝機(jī)容量和地域分布，結(jié)合方式確定的季節(jié)特性，生成各種發(fā)電組合； 步驟1-3:根據(jù)生成的各種發(fā)電組合，計(jì)算電力系統(tǒng)各斷面輸電能力極限； 步驟1-4:對比不同發(fā)電組合下電力系統(tǒng)各斷面輸電能力極限的差異，優(yōu)選合理的發(fā)電組合，生成電力系統(tǒng)初步運(yùn)行方式； 步驟1-5:針對生成的電力系統(tǒng)初步運(yùn)行方式，確定母線電壓控制范圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)雜能源環(huán)境下電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的確定方法，其特征在于:所述步驟1-2中，發(fā)電集合包括風(fēng)電大發(fā)方式、光伏大發(fā)方式或火電大發(fā)方式。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)雜能源環(huán)境下電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的確定方法，其特征在于:所述步驟1-3中，計(jì)算電力系統(tǒng)各斷面輸電能力極限過程為:先確定斷面的構(gòu)成，逐步增加送端開機(jī)量，減少受端開機(jī)量；然后校核N-1故障，直至系統(tǒng)失穩(wěn)；最終計(jì)算出斷面輸電能力極限。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)雜能源環(huán)境下電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的確定方法，其特征在于:所述步驟1-4中，根據(jù)發(fā)電集合對輸電能力影響的原則，按照下述標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)選發(fā)電組合； 1)各斷面輸電能力極限滿足由步驟A中的負(fù)荷容量和步驟B中的地域分布所確定的各斷面送受電容量需求； 2)減小各斷面輸電能力極限之間的相互影響，避免某些斷面送電規(guī)模較大時(shí)導(dǎo)致其他相關(guān)斷面輸電能力極限顯著下降。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)雜能源環(huán)境下電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的確定方法，其特征在于:所述步驟1-5中，針對生成的電力系統(tǒng)初步運(yùn)行方式，引入電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定約束，確定母線電壓控制范圍，實(shí)現(xiàn)保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定和預(yù)控故障后電壓波動范圍的目標(biāo)； 所述電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定約束指電力系統(tǒng)運(yùn)行方式滿足《電力系統(tǒng)穩(wěn)定導(dǎo)則》的要求；母線電壓控制范圍指母線電壓滿足《電力系統(tǒng)電壓和無功電力技術(shù)導(dǎo)則》的要求。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜能源環(huán)境下電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的確定方法，其特征在于:所述步驟2包括以下步驟:步驟2-1:根據(jù)生成的電力系統(tǒng)初步運(yùn)行方式，進(jìn)行單一元件安全穩(wěn)定計(jì)算，評估其是否滿足電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定約束；若滿足，則繼續(xù)進(jìn)行步驟2-2 ;若不滿足，則返回步驟1-4 ；步驟2-2:判斷單一元件故障后電力系統(tǒng)電壓水平是否影響風(fēng)電、光伏甚至相關(guān)直流系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)而造成連鎖故障；若有影響，則返回步驟1-5 ;若無影響，則執(zhí)行步驟3。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的復(fù)雜能源環(huán)境下電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的確定方法，其特征在于:所述步驟2-1中，評估單一元件是否滿足電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定約束標(biāo)準(zhǔn)為:電力系統(tǒng)運(yùn)行方式滿足《電力系統(tǒng)穩(wěn)定導(dǎo)則》的要求，即正常運(yùn)行方式下的電力系統(tǒng)發(fā)生單一元件故障擾動后，保護(hù)、開關(guān)及重合閘正確動作，不采取穩(wěn)定控制措施，保持電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和電力系統(tǒng)的正常供電，其他元件不超過規(guī)定的事故過負(fù)荷能力，不發(fā)生連續(xù)跳閘。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的復(fù)雜能源環(huán)境下電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的確定方法，其特征在于:所述步驟2-2中，根據(jù)評估標(biāo)準(zhǔn)評估單一元件故障后是否存在過電壓或低電壓情況，判斷單一元件故障后電力系統(tǒng)電壓水平是否影響風(fēng)電甚至光伏的穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)而造成連鎖故障；評估標(biāo)準(zhǔn)為:若單一元件故障后母線恢復(fù)電壓升高至1.1p.u.，即認(rèn)為影響風(fēng)電、光伏發(fā)電穩(wěn)定運(yùn)行；若故障后母線電壓恢復(fù)水平低于0.87p.u.，即認(rèn)為影響直流系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜能源環(huán)境下電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的確定方法，其特征在于:所述步驟3中，根據(jù)電力系統(tǒng)初步運(yùn)行方式進(jìn)行嚴(yán)重故障的安全穩(wěn)定計(jì)算，評估電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制措施量的規(guī)模，主要為切機(jī)、切負(fù)荷措施量；若安全穩(wěn)定控制措施量代價(jià)過大，則返回步驟1-4 ;若安全穩(wěn)定控制措施量可接受，即確定為最終的電力系統(tǒng)運(yùn)行方式集口 ο
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的復(fù)雜能源環(huán)境下電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的確定方法，其特征在于:所述嚴(yán)重故障包括電力系統(tǒng)主網(wǎng)架電壓等級同桿并架線路三相永久性短路跳雙回故障和直流閉鎖故障；根據(jù)《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制技術(shù)導(dǎo)則》標(biāo)準(zhǔn)，若電力系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重故障導(dǎo)致電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定破壞時(shí)，采取送端切機(jī)或受端切負(fù)荷措施，防止電力系統(tǒng)崩潰，若安全穩(wěn)定控制措施量超過嚴(yán)重故障后電力轉(zhuǎn)移或損失量，認(rèn)為安全穩(wěn)定控制措施量代價(jià)過大，反之則認(rèn)為安全 穩(wěn)定控制措施量可接受。
【文檔編號】H02J3/38GK103956742SQ201410147840
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月14日
【發(fā)明者】羅紅梅, 王吉利, 唐曉駿, 柯賢波, 李媛媛, 李曉珺, 陳湘, 申旭輝, 楊琦, 吉平, 陳得治 申請人:國家電網(wǎng)公司, 中國電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司西北分部