本發(fā)明涉及一種主動(dòng)配電網(wǎng)最大消納能力的校驗(yàn)方法。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的配電網(wǎng)規(guī)劃依賴靈活的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和足夠的容量裕度來應(yīng)對負(fù)荷的不確定性，以保證系統(tǒng)的安全可靠性，運(yùn)行控制方法相對簡單。

詳細(xì)來說，傳統(tǒng)配電網(wǎng)規(guī)劃方法是針對某個(gè)負(fù)荷預(yù)測結(jié)果采用最大容量裕度(存在最嚴(yán)重工況為小概率事件的情況)，從而規(guī)劃階段找到處理所有運(yùn)行問題的最優(yōu)解，傳統(tǒng)規(guī)劃方法相對簡單。

同時(shí)傳統(tǒng)配電網(wǎng)規(guī)劃處理分布式能源的基本原則是“即插即忘”，傳統(tǒng)的運(yùn)行模式和控制策略相對簡單，出現(xiàn)電壓越限情況分布式電源即離網(wǎng)運(yùn)行，這樣大大降低分布式能源的滲透率。

隨著der(分布式電源)的大量接入、滲透率快速增長，將使配電網(wǎng)的功率與故障電流雙向流動(dòng)，其運(yùn)行特性與故障特征都發(fā)生了實(shí)質(zhì)性的變化，傳統(tǒng)的潮流與故障分析、電壓無功控制、繼電保護(hù)方法以及運(yùn)行管理措施對配電網(wǎng)已不再適應(yīng)，投資效益也大受影響，均需要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整與改進(jìn)。配電網(wǎng)規(guī)劃應(yīng)從被動(dòng)規(guī)劃向主動(dòng)規(guī)劃轉(zhuǎn)變，主動(dòng)吸收大規(guī)模分布式電源的接入。

主動(dòng)配電網(wǎng)的分布式電源接納能力的確定是主動(dòng)配電網(wǎng)規(guī)劃的一項(xiàng)重要內(nèi)容，而影響分布式能源接納能力的因素有很多，在實(shí)施本發(fā)明的過程中，我們發(fā)現(xiàn)影響電網(wǎng)對新能源消納能力的因素大致概括為以下幾類：

(1)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)：不同的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)擁有著不同的輸送能力和對外界電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)的能力。具有外送通道的電網(wǎng)可以提高新能源的外送能力，而過低的線路傳輸功率則會(huì)反過來限制新能源的消納水平。電網(wǎng)結(jié)構(gòu)主要從以下幾個(gè)方面影響著地區(qū)電網(wǎng)的接納能力：1)變電站和線路容量約束；2)電力線路廊道約束；3)變電站間隔約束。

(2)負(fù)荷特性：系統(tǒng)的負(fù)荷特性尤其是峰谷差和最小負(fù)荷等因素直接定了新能源允許接入電網(wǎng)的容量。

(3)新能源出力特性：新能源出力有著明顯的不可控和不可預(yù)知性，這就使新能源并網(wǎng)時(shí)必須有常規(guī)能源為其提供補(bǔ)償，進(jìn)而限制了電網(wǎng)的接納能力。

(4)電網(wǎng)短路容量：電網(wǎng)的短路容量大表明電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)，對外界因素變化的抵抗力較高。而且，電網(wǎng)的短路容量裕度也是決定電網(wǎng)接納能力的重要指標(biāo)。

(5)新能源對電能質(zhì)量的影響：新能源并網(wǎng)后對電壓偏差和電力諧波等都造成負(fù)面的影響，進(jìn)而限制了電網(wǎng)的接納能力。

新能源的發(fā)展存在多個(gè)限制因素，但是通過大量的經(jīng)濟(jì)投入可以逐步消除或削弱這些約束條件。相對來說電壓波動(dòng)和短路容量等約束都可以通過加裝小電抗等技改項(xiàng)目消除或緩解，成本較為低廉。而電網(wǎng)設(shè)備的限制卻不容忽視，一次投入非常高。

以變電容量約束為例：若當(dāng)前新能源上網(wǎng)已達(dá)到主變?nèi)萘肯拗?，變電站不滿足主變擴(kuò)建條件，而新能源又有強(qiáng)烈的接入期望時(shí)，則可以通過新建專用變電站來進(jìn)行新能源電站的上網(wǎng)。新建1座220kv變電站投資已在2.5億元以上，變電站建設(shè)完成后每年的設(shè)備運(yùn)維與事故檢修所涉及人力、物力、財(cái)力的費(fèi)用的則更加昂貴，這對于電力企業(yè)來說是無法接受的。

因此，我們認(rèn)為，在新能源的大規(guī)模發(fā)展的背景下，電網(wǎng)設(shè)備容量限制應(yīng)作為主要的接納能力約束條件來判定地區(qū)電網(wǎng)的接納能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種主動(dòng)配電網(wǎng)最大消納能力的校驗(yàn)方法，以將電網(wǎng)設(shè)備容量限制作為主要的接納能力約束條件來判定地區(qū)電網(wǎng)的接納能力。

為此，本發(fā)明提供了一種主動(dòng)配電網(wǎng)最大消納能力的校驗(yàn)方法，包括以下步驟：確定新能源接納能力計(jì)算時(shí)刻，準(zhǔn)備研究數(shù)據(jù)；基于容量約束分別計(jì)算110kv及以下新能源接納能力、220kv及以下新能源接納能力、220kv新能源接納能力，其中220kv新能源接納能力為220kv及以下新能源接納能力與110kv及以下新能源接納能力差值；以及采用潮流計(jì)算對理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，其中，若潮流計(jì)算指標(biāo)越限，則適當(dāng)減少新能源接入量，重新計(jì)算直至滿足校驗(yàn)為止。

本發(fā)明在分析影響新能源接納能力的主要因素的基礎(chǔ)上，找出影響新能源接納能力的關(guān)鍵因素—電網(wǎng)設(shè)備容量，研究基于容量約束條件下的新能源接納能力理論計(jì)算方法和步驟，為各地區(qū)新能源接納能力分析提供理論支撐。

除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的新能源接納能力的校驗(yàn)方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。

下面結(jié)合圖1對新能源接納能力校驗(yàn)方法進(jìn)行說明。

(1)新能源接納能力計(jì)算流程

新能源接納能力分析首先應(yīng)確定新能源接納能力計(jì)算時(shí)刻，準(zhǔn)備研究數(shù)據(jù)；然后基于容量約束分別計(jì)算110kv及以下新能源接納能力、220kv及以下新能源接納能力、220kv新能源接納能力；最后采用潮流計(jì)算對理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。

(2)計(jì)算步驟

s201、明確新能源接納能力計(jì)算時(shí)刻

分析年、日負(fù)荷特性，風(fēng)電、光伏出力特性，選擇電網(wǎng)負(fù)荷與新能源出力差值最大的時(shí)刻作為新能源接納能力研究時(shí)刻。

白天風(fēng)電光伏均出力，在白天選擇電網(wǎng)負(fù)荷與新能源出力差值最大的時(shí)刻作為新能源接納能力研究時(shí)刻。

夜間僅有風(fēng)電出力，光伏不出力，在夜間選擇電網(wǎng)負(fù)荷與風(fēng)電出力差值最大的時(shí)刻作為風(fēng)電接納能力研究時(shí)刻。

確定新能源接納能力研究時(shí)刻后，提取此時(shí)刻電網(wǎng)負(fù)荷、新能源出力、常規(guī)機(jī)組出力，計(jì)算新能源綜合出力系數(shù)。確定風(fēng)電接納能力研究時(shí)刻后，提取此時(shí)刻電網(wǎng)負(fù)荷、風(fēng)電出力、常規(guī)機(jī)組出力，計(jì)算風(fēng)電出力系數(shù)。

kx*(sf+sg)＝kf*sf+kg*sg

上式中kx為綜合出力系數(shù)，sf為風(fēng)電裝機(jī)容量，sg為光伏裝機(jī)容量，kf為風(fēng)電出力系數(shù)，kg為光伏出力系數(shù)。

s203、計(jì)算110kv及以下新能源接納能力

(1)計(jì)算110kv及以下新能源接納能力容量約束值

110kv及以下上網(wǎng)的新能源出力若不能就地完全消納，電力需要通過220kv主變上送至主網(wǎng)，220kv變電容量即為110kv及以下新能源接納能力容量約束值，等于本地220kv變電站主變?nèi)萘恐汀?/p>

sy110＝σsti-------------------------------------------(1)

式中sy110為110kv及以下新能源接納能力容量約束值，sti是為220kv主變?nèi)萘俊?/p>

(2)計(jì)算110kv及以下新能源接納能力

110kv及以下新能源接納能力。

s110x＝(sy110+p110x–p110c)/kx----------------(2)

式中s110x為110kv及以下新能源接納能力，p110x為新能源接納能力研究時(shí)刻的110kv及以下電網(wǎng)負(fù)荷，p110c為110kv及以下常規(guī)能源出力，kx為新能源綜合出力系數(shù)。

(3)計(jì)算110kv及以下風(fēng)電接納能力

110kv及以下風(fēng)電接納能力。

s110f＝(sy110+p110f–p110c)/kf--------------------------------(3)

式中s110f為110kv及以下風(fēng)電接納能力，p110f為風(fēng)電接納能力研究時(shí)刻的110kv及以下電網(wǎng)負(fù)荷，p110c為110kv及以下常規(guī)能源出力，kf為風(fēng)電出力系數(shù)。

s205、計(jì)算220kv及以下新能源接納能力

(1)計(jì)算220kv及以下新能源接納能力容量約束值

220kv及以下新能源出力若不能就地完全消納，電力需要上送至主網(wǎng)。一種情況是通過220kv線路直接上送至本地500kv變電站，由500kv電網(wǎng)進(jìn)行外送；另一種情況是通過區(qū)域之間的220kv聯(lián)絡(luò)線進(jìn)行外送。以上兩種情況的220kv線路輸送容量之和即為220kv及以下新能源的容量約束值。

1)區(qū)內(nèi)220kv線路容量約束值

區(qū)內(nèi)220kv線路是指500kv變電站直供的220kv線路，其上送總?cè)萘客瑫r(shí)也受其上級500kv主變?nèi)萘康南拗?。所以區(qū)內(nèi)220kv線路容量約束值應(yīng)為線路輸送總?cè)萘亢?00kv主變?nèi)萘恐g的最小值。

syln＝min(σslnli，σs500kvi)------------------------(4)

式中syln為區(qū)內(nèi)220kv線路容量約束值，slnli為區(qū)內(nèi)220kv線路輸送容量，s500kvi為區(qū)內(nèi)500kv變電容量。

2)220kv聯(lián)絡(luò)線路容量約束值

220kv聯(lián)絡(luò)線路是指本地與區(qū)外聯(lián)絡(luò)的220kv線路。所以220kv聯(lián)絡(luò)線路容量約束值為聯(lián)絡(luò)線路輸送容量之和。

sylw＝σslwli------------------------(5)

式中sylw為220kv聯(lián)絡(luò)線路容量約束值，slwli為220kv聯(lián)絡(luò)線路輸送容量。

3)220kv線路容量約束值

220kv線路容量約束值為區(qū)內(nèi)220kv線路容量約束值與220kv聯(lián)絡(luò)線路總?cè)萘考s束值之和。

sy220＝syln+sylw------------------------(6)

式中sy220為220kv線路容量約束值。

(2)計(jì)算220kv及以下新能源接納能力

220kv及以下新能源接納能力。

s220x＝(sy220+p220x-p220c)/kx------------------------(7)

式中s220x為220kv及以下新能源接納能力，p220x為新能源接納能力研究時(shí)刻的220kv及以下電網(wǎng)負(fù)荷，p220c為220kv及以下常規(guī)能源出力，kx為新能源綜合出力系數(shù)。

(3)計(jì)算220kv及以下風(fēng)電接納能力

220kv及以下風(fēng)電接納能力。

s220f＝(sy220+p220f–p220c)/kf------------------------(8)

式中s220f為220kv及以下風(fēng)電接納能力，p220f為風(fēng)電接納能力研究時(shí)刻的220kv及以下電網(wǎng)負(fù)荷，p220c為220kv及以下常規(guī)能源出力，kf為風(fēng)電出力系數(shù)。

s207、計(jì)算220kv新能源接納能力

220kv新能源接納能力為220kv及以下新能源接納能力與110kv及以下新能源接納能力差值。

s220kvx＝s220x-s110x------------------------(9)

式中s220kvx為220kv電壓等級新能源接納能力。

s209、新能源接納能力理論計(jì)算結(jié)果驗(yàn)證

通過潮流計(jì)算對新能源接納能力的理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。若潮流計(jì)算指標(biāo)越限，則理論計(jì)算結(jié)果不合理，適當(dāng)減少新能源接入量，重新計(jì)算直至滿足校驗(yàn)為止，所對應(yīng)的新能源接入量為新能源接納能力。若指標(biāo)不越限，則理論結(jié)算結(jié)果合理，理論計(jì)算結(jié)果為新能源接納能力。

新能源接納能力分析步驟及內(nèi)容列表如下：

表一新能源接納能力分析步驟及內(nèi)容

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。