本發(fā)明屬于風(fēng)電網(wǎng)接納風(fēng)電能力領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

當(dāng)前，風(fēng)電、光伏發(fā)電等可再生能源發(fā)展迅猛，一方面可緩解化石能源危機(jī)、減少碳排放，另一方面也給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)一定影響。對(duì)電網(wǎng)中風(fēng)電出力進(jìn)行合理評(píng)估，能夠在保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定的同時(shí)，進(jìn)一步增加風(fēng)電的接納。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定的同時(shí)，進(jìn)一步增加風(fēng)電的接納能力的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種風(fēng)電接納能力動(dòng)態(tài)評(píng)估方法。

一種風(fēng)電接納能力動(dòng)態(tài)評(píng)估方法，該方法包括如下步驟：

步驟一，應(yīng)用量測(cè)系統(tǒng)獲得各時(shí)刻電網(wǎng)系統(tǒng)的風(fēng)電上網(wǎng)功率，對(duì)各時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的風(fēng)電上網(wǎng)功率的點(diǎn)值進(jìn)行描點(diǎn)，繪制電網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)風(fēng)電上網(wǎng)功率曲線；

步驟二，根據(jù)電網(wǎng)的調(diào)峰容量P_el，獲得電網(wǎng)的調(diào)峰裕度P_YU；

步驟三，根據(jù)電網(wǎng)的調(diào)峰裕度P_YU，獲得電網(wǎng)最大接納風(fēng)電能力P_AD；

步驟四，根據(jù)電網(wǎng)最大接納風(fēng)電能力P_AD和電網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)風(fēng)電上網(wǎng)功率曲線，獲得風(fēng)電接納能力實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)指數(shù)ζ；

步驟五，根據(jù)風(fēng)電接納能力實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)指數(shù)ζ對(duì)電網(wǎng)風(fēng)電接納能力進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)估，從而完成對(duì)電網(wǎng)風(fēng)電接納能力動(dòng)態(tài)評(píng)估。

所述的應(yīng)用量測(cè)系統(tǒng)獲得各時(shí)刻電網(wǎng)系統(tǒng)的風(fēng)電上網(wǎng)功率，對(duì)各時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的風(fēng)電上網(wǎng)功率的點(diǎn)值進(jìn)行描點(diǎn)，繪制電網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)風(fēng)電上網(wǎng)功率曲線的具體步驟為：

在電網(wǎng)系統(tǒng)中的每個(gè)發(fā)電場(chǎng)上網(wǎng)關(guān)口都裝有量測(cè)系統(tǒng)，每隔15分鐘通過(guò)量測(cè)系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)一次，并根據(jù)采集的數(shù)據(jù)獲得風(fēng)電上網(wǎng)功率的點(diǎn)值集合，根據(jù)風(fēng)電上網(wǎng)功率的點(diǎn)值集合描繪風(fēng)電上網(wǎng)功率曲線，從而獲得電網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)風(fēng)電上網(wǎng)功率曲線。

所述電網(wǎng)的調(diào)峰容量P_el采用如下公式實(shí)現(xiàn)：

式中：P_el為電網(wǎng)某一時(shí)刻的調(diào)峰容量值；

P_GN為電網(wǎng)所有已開(kāi)機(jī)發(fā)電機(jī)的最大發(fā)電功率；

P_GL為電網(wǎng)某一個(gè)時(shí)段所需的發(fā)電功率；

P_SPM為電網(wǎng)最大供電負(fù)荷；

P_re為電網(wǎng)中發(fā)電機(jī)的備用容量；

P_L.max為電網(wǎng)某一時(shí)段的最大負(fù)荷；

P_T.max為電網(wǎng)某一時(shí)段的最大外送功率；

K_Loss為電網(wǎng)的線損率；

K_Gen為電網(wǎng)發(fā)電機(jī)的廠用電率。

所述的電網(wǎng)的調(diào)峰裕度P_YU包括向上調(diào)峰裕度P_YU+和向下調(diào)峰裕度P_{YU_}，其中，

P_YU+＝P_el (公式二)，

P_{YU_}＝P_GN.min-P_SPM (公式三)，

P_GN.min為電網(wǎng)所有已開(kāi)機(jī)發(fā)電機(jī)的最小穩(wěn)燃發(fā)電功率。

所述的電網(wǎng)最大接納風(fēng)電能力P_AD包括向上最大調(diào)峰能力P_AD+和向下最大調(diào)峰能力P_AD-，其中，

P_AD+＝P_YU++P_so_lar (公式四)，

P_AD-＝P_YU- (公式五)，

P_solar為光伏發(fā)電功率，N為電網(wǎng)中變電站個(gè)數(shù)；M為與第i個(gè)變電站連接的光伏電站個(gè)數(shù)，i為整數(shù)；P_i,j為變電站的實(shí)時(shí)功率；λ為配置儲(chǔ)能裝置后的風(fēng)光互補(bǔ)系數(shù)。

所述的步驟四中，根據(jù)電網(wǎng)最大接納風(fēng)電能力P_AD和電網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)風(fēng)電上網(wǎng)功率曲線，獲得風(fēng)電接納能力實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)指數(shù)ζ的獲得過(guò)程為：

當(dāng)某時(shí)刻處于6點(diǎn)至20點(diǎn)之間時(shí)，在電網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)風(fēng)電上網(wǎng)功率曲線上查找出該時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的風(fēng)電上網(wǎng)功率，利用公式獲得風(fēng)電接納能力實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)指數(shù)ζ；

某時(shí)刻處于21點(diǎn)至5點(diǎn)之間，在電網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)風(fēng)電上網(wǎng)功率曲線上查找出該時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的風(fēng)電上網(wǎng)功率，利用公式獲得風(fēng)電接納能力實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)指數(shù)ζ；

其中，P_wind為風(fēng)電功率上網(wǎng)曲線獲得某一時(shí)刻的風(fēng)電上網(wǎng)功率。

根據(jù)風(fēng)電接納能力實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)指數(shù)ζ對(duì)電網(wǎng)風(fēng)電接納能力進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)估的具體過(guò)程為：

當(dāng)ζ≥1時(shí)，表明電網(wǎng)此時(shí)的風(fēng)電上網(wǎng)功率已經(jīng)超過(guò)最大接納能力，此時(shí)電網(wǎng)系統(tǒng)存在安全穩(wěn)定問(wèn)題，

如果ζ<1，表明此時(shí)電網(wǎng)系統(tǒng)安全。

所述的λ的取值為：

所述的量測(cè)系統(tǒng)為量測(cè)計(jì)。

所述的K_Loss的取值為6％，K_Gen的取值范圍為8％至10％。

本發(fā)明帶來(lái)的有益效果是，本發(fā)明提出了一種風(fēng)電接納能力動(dòng)態(tài)評(píng)估方法，可以實(shí)時(shí)快速地計(jì)算風(fēng)電接納能力的動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)，既能求得電網(wǎng)接納風(fēng)電的剩余空間，也可獲得風(fēng)電出力的季節(jié)特性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所述的一種風(fēng)電接納能力動(dòng)態(tài)評(píng)估方法的流程圖；

圖2為日風(fēng)電上網(wǎng)功率的曲線圖。附圖標(biāo)記1表示昨日，附圖標(biāo)記2表示今日。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：參見(jiàn)圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的一種風(fēng)電接納能力動(dòng)態(tài)評(píng)估方法，該方法包括如下步驟：

步驟一，應(yīng)用量測(cè)系統(tǒng)獲得各時(shí)刻電網(wǎng)系統(tǒng)的風(fēng)電上網(wǎng)功率，對(duì)各時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的風(fēng)電上網(wǎng)功率的點(diǎn)值進(jìn)行描點(diǎn)，繪制電網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)風(fēng)電上網(wǎng)功率曲線；

步驟二，根據(jù)電網(wǎng)的調(diào)峰容量P_el，獲得電網(wǎng)的調(diào)峰裕度P_YU；

步驟三，根據(jù)電網(wǎng)的調(diào)峰裕度P_YU，獲得電網(wǎng)最大接納風(fēng)電能力P_AD；

步驟四，根據(jù)電網(wǎng)最大接納風(fēng)電能力P_AD和電網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)風(fēng)電上網(wǎng)功率曲線，獲得風(fēng)電接納能力實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)指數(shù)ζ；

步驟五，根據(jù)風(fēng)電接納能力實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)指數(shù)ζ對(duì)電網(wǎng)風(fēng)電接納能力進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)估，從而完成對(duì)電網(wǎng)風(fēng)電接納能力動(dòng)態(tài)評(píng)估。

本實(shí)施方式，本發(fā)明方法首先從量測(cè)系統(tǒng)獲得各時(shí)刻電網(wǎng)系統(tǒng)的風(fēng)電上網(wǎng)功率，然后依次計(jì)算電網(wǎng)的調(diào)峰容量P_el、調(diào)峰裕度P_YU、考慮光伏發(fā)電后的電網(wǎng)調(diào)峰裕度以及最大接納風(fēng)電能力P_AD，最終通過(guò)計(jì)算得到動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)。可以實(shí)時(shí)快速地計(jì)算風(fēng)電接納能力的動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)，既能求得電網(wǎng)接納風(fēng)電的剩余空間，也可通過(guò)統(tǒng)計(jì)一段時(shí)間內(nèi)的風(fēng)電接納能力實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)指數(shù)ζ，來(lái)用于評(píng)價(jià)也風(fēng)電出力的季節(jié)特性。

具體實(shí)施方式二：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一所述的一種風(fēng)電接納能力動(dòng)態(tài)評(píng)估方法的區(qū)別在于，所述的應(yīng)用量測(cè)系統(tǒng)獲得各時(shí)刻電網(wǎng)系統(tǒng)的風(fēng)電上網(wǎng)功率，對(duì)各時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的風(fēng)電上網(wǎng)功率的點(diǎn)值進(jìn)行描點(diǎn)，繪制電網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)風(fēng)電上網(wǎng)功率曲線的具體步驟為：

在電網(wǎng)系統(tǒng)中的每個(gè)發(fā)電場(chǎng)上網(wǎng)關(guān)口都裝有量測(cè)系統(tǒng)，每隔15分鐘通過(guò)量測(cè)系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)一次，并根據(jù)采集的數(shù)據(jù)獲得風(fēng)電上網(wǎng)功率的點(diǎn)值集合，根據(jù)風(fēng)電上網(wǎng)功率的點(diǎn)值集合描繪風(fēng)電上網(wǎng)功率曲線，從而獲得電網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)風(fēng)電上網(wǎng)功率曲線。

本實(shí)施方式，網(wǎng)在每個(gè)發(fā)電場(chǎng)上網(wǎng)關(guān)口都裝有量測(cè)系統(tǒng)，每隔15分鐘采集數(shù)據(jù)一次。這樣整個(gè)電網(wǎng)的風(fēng)電上網(wǎng)功率可通過(guò)量測(cè)計(jì)算獲取，每隔15分鐘一個(gè)點(diǎn)，每日為96點(diǎn)，逐點(diǎn)描繪曲線就可獲得日風(fēng)電上網(wǎng)功率的曲線，見(jiàn)圖2所示。這樣當(dāng)日所有時(shí)刻的風(fēng)電上網(wǎng)功率都可從該曲線獲得，例如圖中13:40時(shí)刻，風(fēng)電上網(wǎng)功率為2184.26兆瓦。

具體實(shí)施方式三：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一所述的一種風(fēng)電接納能力動(dòng)態(tài)評(píng)估方法的區(qū)別在于，所述電網(wǎng)的調(diào)峰容量P_el采用如下公式實(shí)現(xiàn)：

式中：P_el為電網(wǎng)某一時(shí)刻的調(diào)峰容量值；

P_GN為電網(wǎng)所有已開(kāi)機(jī)發(fā)電機(jī)的最大發(fā)電功率；

P_GL為電網(wǎng)某一個(gè)時(shí)段所需的發(fā)電功率；

P_SPM為電網(wǎng)最大供電負(fù)荷；

P_re為電網(wǎng)中發(fā)電機(jī)的備用容量；

P_L.max為電網(wǎng)某一時(shí)段的最大負(fù)荷；

P_T.max為電網(wǎng)某一時(shí)段的最大外送功率；

K_Loss為電網(wǎng)的線損率；

K_Gen為電網(wǎng)發(fā)電機(jī)的廠用電率。

本實(shí)施方式中，P_L.max和P_T.max可通過(guò)電網(wǎng)的量測(cè)系統(tǒng)獲得。

具體實(shí)施方式四：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式三所述的一種風(fēng)電接納能力動(dòng)態(tài)評(píng)估方法的區(qū)別在于，所述的電網(wǎng)的調(diào)峰裕度P_YU包括向上調(diào)峰裕度P_YU+和向下調(diào)峰裕度P_{YU_}，其中，

P_YU+＝P_el (公式二)，

P_{YU_}＝P_GN.min-P_SPM (公式三)，

P_GN.min為電網(wǎng)所有已開(kāi)機(jī)發(fā)電機(jī)的最小穩(wěn)燃發(fā)電功率。

本實(shí)施方式，當(dāng)計(jì)算電網(wǎng)的調(diào)峰裕度P_YU時(shí)，分為兩種情況：向上調(diào)峰裕度P_YU+、向下調(diào)峰裕度P_{YU_}。計(jì)算向上調(diào)峰裕度P_YU+時(shí)，要考慮到負(fù)荷持續(xù)增加時(shí)，電網(wǎng)的最大負(fù)荷承受能力，即不能超過(guò)電網(wǎng)中發(fā)電機(jī)的最大發(fā)電功率。

計(jì)算向下調(diào)峰裕度P_{YU_}時(shí)，需要考慮負(fù)荷持續(xù)降低時(shí)，由于每臺(tái)發(fā)電機(jī)的可燃穩(wěn)定功率限制，不能超過(guò)電網(wǎng)中發(fā)電機(jī)的最低發(fā)電功率，這種情況在中國(guó)北方冬季經(jīng)常出現(xiàn)，也是影響風(fēng)電消納的最直接因素。P_GN.min取值按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)取值。

具體實(shí)施方式五：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式四所述的一種風(fēng)電接納能力動(dòng)態(tài)評(píng)估方法的區(qū)別在于，所述的電網(wǎng)最大接納風(fēng)電能力P_AD包括向上最大調(diào)峰能力P_AD+和向下最大調(diào)峰能力P_AD-，其中，

P_AD+＝P_YU++P_so_lar (公式四)，

P_AD-＝P_YU- (公式五)，

P_solar為光伏發(fā)電功率，N為電網(wǎng)中變電站個(gè)數(shù)；M為與第i個(gè)變電站連接的光伏電站個(gè)數(shù)，i為整數(shù)；P_i,j為變電站的實(shí)時(shí)功率；λ為配置儲(chǔ)能裝置后的風(fēng)光互補(bǔ)系數(shù)。

本實(shí)施方式，考慮光伏發(fā)電對(duì)調(diào)峰裕度P_YU的影響。目前電網(wǎng)中，光伏發(fā)電的比例越來(lái)越高，光伏發(fā)電受天氣影響比較大，并且主要是白天發(fā)電，因此只考慮它對(duì)向上調(diào)峰裕度的影響。

向上最大調(diào)峰能力P_AD+，主要考慮系統(tǒng)的最大負(fù)荷，常規(guī)機(jī)組最大出力以及光伏發(fā)電能力和儲(chǔ)能裝置容量，

向下最大調(diào)峰能力P_AD-，主要是考慮系統(tǒng)常規(guī)機(jī)組的最小穩(wěn)燃功率，特別是供熱機(jī)組占比較高的北方。

具體實(shí)施方式六：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式五所述的一種風(fēng)電接納能力動(dòng)態(tài)評(píng)估方法的區(qū)別在于，步驟四，根據(jù)電網(wǎng)最大接納風(fēng)電能力P_AD和電網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)風(fēng)電上網(wǎng)功率曲線，獲得風(fēng)電接納能力實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)指數(shù)ζ的獲得過(guò)程為：

當(dāng)某時(shí)刻處于6點(diǎn)至20點(diǎn)之間時(shí)，在電網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)風(fēng)電上網(wǎng)功率曲線上查找出該時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的風(fēng)電上網(wǎng)功率，利用公式獲得風(fēng)電接納能力實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)指數(shù)ζ；

某時(shí)刻處于21點(diǎn)至5點(diǎn)之間，在電網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)風(fēng)電上網(wǎng)功率曲線上查找出該時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的風(fēng)電上網(wǎng)功率，利用公式獲得風(fēng)電接納能力實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)指數(shù)ζ；

其中，P_wind為風(fēng)電功率上網(wǎng)曲線獲得某一時(shí)刻的風(fēng)電上網(wǎng)功率。

本實(shí)施方式，風(fēng)電接納能力實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)指數(shù)計(jì)算。通過(guò)觀察電網(wǎng)日負(fù)荷曲線圖2，可發(fā)現(xiàn)6點(diǎn)至20點(diǎn)，負(fù)荷逐漸增加，并在下午達(dá)到日負(fù)荷的最大值，此時(shí)影響風(fēng)電接納的主要因素是電網(wǎng)的最大負(fù)荷、常規(guī)機(jī)組的最大出力，光伏發(fā)電的出力以及儲(chǔ)能裝置的出力；而21時(shí)至次日5時(shí)，此時(shí)電網(wǎng)負(fù)荷處于低谷，大多數(shù)常規(guī)機(jī)組都是少發(fā)狀態(tài)，影響電網(wǎng)接納風(fēng)電的最主要因素是常規(guī)火電機(jī)組的最小穩(wěn)燃功率。

具體實(shí)施方式七：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一所述的一種風(fēng)電接納能力動(dòng)態(tài)評(píng)估方法的區(qū)別在于，所述步驟五中，根據(jù)風(fēng)電接納能力實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)指數(shù)ζ對(duì)電網(wǎng)風(fēng)電接納能力進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)估的具體過(guò)程為：

當(dāng)ζ≥1時(shí)，表明電網(wǎng)此時(shí)的風(fēng)電上網(wǎng)功率已經(jīng)超過(guò)最大接納能力，此時(shí)電網(wǎng)系統(tǒng)存在安全穩(wěn)定問(wèn)題，

如果ζ<1，表明此時(shí)電網(wǎng)系統(tǒng)安全。

本實(shí)施方式中，如果ζ<1，表明此時(shí)電網(wǎng)此時(shí)是安全的，數(shù)值距離1越遠(yuǎn)，表示接納風(fēng)電空間越大。

具體實(shí)施方式八：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式五所述的一種風(fēng)電接納能力動(dòng)態(tài)評(píng)估方法的區(qū)別在于，所述的λ的取值為：

本實(shí)施方式中，電網(wǎng)中的儲(chǔ)能裝置一般都是選取光伏裝機(jī)容量的5％、10％、15％進(jìn)行配置。

具體實(shí)施方式九：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一所述的一種風(fēng)電接納能力動(dòng)態(tài)評(píng)估方法的區(qū)別在于，所述的量測(cè)系統(tǒng)為量測(cè)計(jì)。

具體實(shí)施方式十：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式三所述的一種風(fēng)電接納能力動(dòng)態(tài)評(píng)估方法的區(qū)別在于，所述的K_Loss的取值為6％，K_Gen的取值范圍為8％至10％。

本發(fā)明所述一種風(fēng)電接納能力動(dòng)態(tài)評(píng)估方法不局限于上述各實(shí)施方式所記載的具體方法，還可以是上述各實(shí)施方式所記載的技術(shù)特征的合理組合。