一种最大风电并网容量获取的方法
【专利摘要】本发明公开了一种最大风电并网容量获取的方法，包括S1建立能够考虑调峰充裕性的最大风电并网容量优化模型；模型中目标函数是以系统并网风电容量最大化为目标，约束条件包括系统的节点有功功率平衡约束、系统的支路直流潮流有功功率约束、支路容量约束、常规发电机组出力约束、每天弃风总量约束、切负荷概率和年切负荷期望约束，弃风概率和年弃风期望约束；S2将风电接纳优化模型中的非线性方程转换为线性方程，并获得线性的最大风电并网容量优化模型；S3根据获取的系统网络参数数据、历史风电出力数据和所述线性的最大风电并网容量优化模型获得风电并网的最大容量。本发明引入充裕性指标约束对风电并网容量进行优化，求出的最大风电并网容量满足调峰充裕性和发电充裕性的要求；将所建立模型中的非线性方程转化为线性方程，显著减少了计算时间。
【专利说明】—种最大风电并网容量获取的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电力系统的新能源领域，更具体地，涉及一种最大风电并网容量获取的方法。
【背景技术】
[0002]目前计算最大风电并网容量已经得到广泛的研究。主要分为四类:工程化方法、动态仿真法、制约因素分析法、优化法。工程化方法主要在早期计算中采用，由于其计算只能近似估算风电最大并网容量，所以该方法比较片面和粗略。动态仿真法一般针对电力系统可能出现的多种工况进行数字仿真，这类方法根据风电并网对电力系统造成的电压波动、电能质量等影响确定风电并网容量极限，计算量较大。制约因素分析法考虑制约风电最大并网容量的某类因素，比如以电压稳定为制约因素，通过P-V(有功-电压)曲线来计算风电最大并网容量，由于这种方法难以综合考虑多种制约因素，所以在应用上有很大局限。优化法是近几年广泛采用的一种方法，该方法可以综合考虑多个影响风电并网的制约因素。这种方法是把电网能接纳的风电容量计算当成是在求解带约束条件限制的风电装机容量最大化的问题，从而把问题归结为最优问题的求解。但是，目前的优化方法，没有在优化过程中考虑系统的调峰充裕性和发电充裕性，使得计算得到的可并网的风电容量不够准确。
[0003]目前在规划风电并网容量时，如果要考虑系统规划的充裕性指标，大多是结合蒙特卡罗模拟法来求取并网风电的最大接入容量。该方法的流程如下:对系统状态进行抽样，然后模拟逐小时的调度运行，分别计算不同风电装机容量下的风电出力时序数据，进而统计各项充裕性指标，如年发电不足概率，调峰不足概率等。之后以其中一项或多项指标作为评判并网风电接入容量的依据，选择给定指标下的风电最大并网容量。这种方法是先假定风电并网容量，再计算充裕性指标，如果不能满足电源规划的充裕性要求，则要调整风电并网容量后再进行计算。如果每次调整风电并网容量的步长很小，虽然能够得到较为精确的风电出力时序曲线，但计算量特别大。而步长过大则得到的风电出力时序曲线只是一种粗略的估计，这样最终求得的风电最大并网容量精确性不高，且计算量很大。
【发明内容】
[0004]针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种获取最大风电并网容量的方法，旨在解决在规划风电并网容量时，无法在优化过程中计及系统调峰充裕性和发电充裕性指标约束，从而使得计算结果不准确，计算效率低的问题。
[0005]本发明提供了一种最大风电并网容量获取的方法，包括下述步骤:
[0006]S1:建立能够考虑充裕性约束的最大风电并网容量优化模型；
[0007]所述最大风电并网容量优化模型中的目标函数是以系统并网风电容量最大化为目标，所述目标函数的约束条件包括系统运行约束以及充裕性指标约束；
[0008]所述的系统运行约束包括系统的节点有功功率平衡约束、系统的支路直流潮流有功功率约束、支路容量约束、常规发电机组实际出力约束、每天弃风总量约束；[0009]所述充裕性指标的不等式约束包括切负荷概率和年切负荷期望约束，弃风概率和年弃风期望约束；
[0010]S2:将所述最大风电并网容量优化模型中的非线性方程转换为线性方程，并获得线性的最大风电并网容量优化模型；
[0011]S3:根据获取的系统网络参数数据、历史风电出力数据和所述线性的最大风电并网容量优化模型获得最大风电并网容量。
[0012]其中，步骤SI中所述系统的节点有功功率平衡方程约束为
【权利要求】
1.一种最大风电并网容量获取的方法，其特征在于，包括下述步骤: S1:建立能够考虑充裕性约束的最大风电并网容量优化模型； 所述最大风电并网容量优化模型中的目标函数是以系统并网风电容量最大化为目标，所述目标函数的约束条件包括系统运行约束以及充裕性指标约束； 所述的系统运行约束包括系统的节点有功功率平衡约束、系统的支路直流潮流有功功率约束、支路容量约束、常规发电机组实际出力约束、每天弃风总量约束； 所述充裕性指标的不等式约束包括切负荷概率和年切负荷期望约束，弃风概率和年弃风期望约束； S2:将所述最大风电并网容量优化模型中的非线性方程转换为线性方程，并获得线性的最大风电并网容量优化模型； S3:根据获取的系统网络参数数据、历史风电出力数据和所述线性的最大风电并网容量优化模型获得最大风电并网容量。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤SI中所述系统的节点有功功率平衡方程约束为
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述切负荷概率为
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述最大风电并网容量优化模型包括目标函数Max Pwn ;Pm为并网的风电容量。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤S2中所述线性的最大风电并网容量优化模型包括: 非线性的节点有功功率平衡转换为线性的节点有功功率平衡约束sxPl+ 8dj +uJJ+r1:1dj+wL ;其中‘，Krylwd,,。‘=)’>心等价为如下三个线性不等式:O <^'?Λ?.Λι —% ; rdJ,, -rJjA-y'd,,)^rI,,,等价为如下三个线性不等式:O S '4, < Wilu ;< wd tJ}% ; Wdjj - wJ t ,(1- }%)< W^dlj < Wdj i ; r；；,为第d天t时刻的切负荷向量，元素记为，r:Uj为连续型变量，表示节点i在第d天t时刻的切负荷量「办第(1天t时刻节点i的切负荷量上限；为第d天t时刻切负荷操作的二进制启动变量，任意节点在第d天t时刻存在切负荷现象时，34取值为1，否则，.)4取值为O w力第d天t时刻的弃风向量，元素记为μ么,，为连续型变量，表示并网风电在第d天t时刻的弃风量；‘为第d天t时刻接入节点i的风电的弃风量上限为第d天t时刻弃风操作的二进制启动变量，并网风电在第d天t时刻存在弃风现象时，vj,取值为1，否则，C取值为O ;s为节点注入功率与支路有功潮流关联矩阵，为第d天t时刻流过支路的有功功率向量，元素记为Pd, t, u，Pd,t,u为第d天t时刻流过支路1-j的有功功率；gd,t为常规电源在第d天t时刻的实际有功出力向量,元素记为gd,t,i，gd,t,i为接入节点i的常规电源在第d天t时刻的实际有功出力；ud,t为并网风电在第d天t时刻的实际有功出力向量，元素记为Ud^为接入节点i的风电在第d天t时刻的实际有功出力；ld,t为在第d天第t时刻的负荷量向量，元素记为Uw，Uu为第d天t时刻节点i的负荷； 系统的支路直流潮流功率约束9 d,tj1- Θ djtjJ) = O ；pd,tjiJ为第d天t时刻流过支路1-j的有功功率；β ij为支路1-j的电纳；Θ d.u和Θ d,t,j分别为节点i和节点j在第d天t时刻的电压相角； 系统的支路容量约束:|p&;/卜I; Pdjtjij为第d天t时刻流过支路1-j的有功功率；为每条支路1-j能承受的有功功率上限； 常规发电机组出力约 束:； —gl为常规发电机组最大出力，Si为常规发电机组最小出力； 节点i弃风量约束O ( Wdjtji ( Udjtji ；wdjtji为接入节点i的风电在第d天第t时刻的弃风量为接入节点i的风电在第d天t时刻的实际有功出力； 系统在第d天的弃风总量约束Wdjtji为第d天接入节点i的风电在第
/..1 / It时刻的弃风量，I为系统节点的总数，a和b分别为每日弃风总量的上限和下限；切负荷和弃风的概率约束
【文档编号】H02J3/38GK103986193SQ201410238916
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2014年5月30日
【发明者】黎静华, 贾雍, 兰飞 申请人:广西大学