一种电网短期接纳可再生能源能力的评估方法与流程

本发明涉及电力市场技术领域，具体是一种电网短期接纳可再生能源能力的评估方法。

背景技术：

近年来我国清洁化能源发展迅速，根据中国2050年高比例可再生能源发展情景暨路径研究显示，到2050年中国全年风、光可再生能源发电量占总发电量的63.6％。高比例可再生能源的推进和发展已是我国能源发展常态。风、光能源的大规模利用源于其发电的节能减排效益，但同时由于风、光出力的波动性和随机性，增加了电力系统供给侧的不确定因素。为保证电力系统运行可靠性和经济性，电网接纳可再生能源能力受到限制。国内外关于电网短期接纳风、光可再生能源能力已经开展了大量的研究，但是目前提出的指标仅是从局部和系统两个层面反映风电、光电的最大装机规模，不能为电网系统调度提供参考且未能反映电网系统的消纳能力。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了一种电网短期接纳可再生能源能力的评估方法，具体技术方案如下：

一种电网短期接纳可再生能源能力的评估方法包括以下步骤：

(1)选取电网短期接纳可再生能源能力的影响因素：

电网短期接纳可再生能源能力的影响因素包括agc备用水平、净负荷短期波动值、系统经济调峰能力、系统调峰需求、电网外送通道；

(2)确定电网短期接纳可再生能源能力的评估指标：

电网短期接纳可再生能源能力的评估指标包括系统调频能力充裕度、系统调峰能力充裕度；所述系统调频能力充裕度定义为系统调频能力与系统调频需求的比值；所述系统调峰能力充裕度定义为系统调峰能力与系统调峰需求的比值；

(3)计算系统调频能力：

设为系统调频能力，则系统调频能力的计算公式如下：

ragc为系统的agc备用容量；

(4)计算系统调频需求：

设为系统调频需求，即净负荷的分钟级波动值，则系统调频需求的计算公式如下：

其中npt是t时刻的净负荷值，np′t是t时刻的经滑动平均法处理后的净负荷值；

npt＝pt^load-pt^renew；(3)

其中pt^load是t时刻的负荷值，pt^renew是t时刻的可再生能源出力值，

2m是滑动平均法中求平均的净负荷值的数目；

(5)计算系统调频能力充裕度：

设βf为系统调频能力充裕度，则系统调频能力充裕度βf的计算公式为：

(6)计算系统调峰能力：

设为系统调峰能力，pie为机组i的额定出力，pi,min为机组i的最小技术出力，ng为系统中可调度的发电机组数目，则系统调峰能力计算方法如下：

(7)计算系统调峰需求：

设为系统调峰需求，preserve是负荷高峰时期的旋转备用容量，npmax和npmin分别是净负荷最大值和净负荷最小值，则系统调峰需求计算方法如下：

(8)计算系统调峰能力充裕度：

设βp为系统调峰能力充裕度，则系统调峰能力充裕度βp的计算公式如下：

进一步，所述短期的时间尺度为天以内。

进一步，所述步骤(1)中agc备用水平包括agc上备用水平和agc下备用水平；净负荷短期波动值包括风光出力短期波动值和负荷短期波动值；系统经济调峰能力包括常规机组开机计划；系统调峰需求包括负荷高峰旋转备用容量、负荷峰谷差和风光聚合体调峰需求。

进一步，所述步骤(2)和步骤(3)中系统调频能力为电网的二次调频能力。

进一步，所述步骤(3)中系统的agc备用容量ragc取中间值。

本发明的有益效果为：本发明根据影响电网短期接纳可再生能源能力的多种因素提出了电网短期接纳可再生能源能力的指标，且考虑了影响系统运行安全的因素和经济约束因素，系统地评估了电网短期接纳可再生能源的能力，反映了电网短期对可再生能源的接纳程度，本发明考虑全面，操作简便，适用性强。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：

本发明指的短期的时间尺度为天以内，而一种电网短期接纳可再生能源能力的评估方法包括以下步骤：

(1)选取电网短期接纳可再生能源能力的影响因素：

电网短期接纳可再生能源能力的影响因素包括agc备用水平、净负荷短期波动值、系统经济调峰能力、系统调峰需求、电网外送通道；对于超高风光比例的地区(类似三北地区)电网外送通道对电网接纳能力才有一定的影响，一般情况下外送通道不影响电网对可再生能源的接纳能力。而agc备用水平包括agc上备用水平和agc下备用水平；净负荷短期波动值包括风光出力短期波动值和负荷短期波动值；系统经济调峰能力包括常规机组开机计划；系统调峰需求包括负荷高峰旋转备用容量、负荷峰谷差和风光聚合体调峰需求，具体如表1所示；

表1电网短期接纳可再生能源能力影响因素

(2)确定电网短期接纳可再生能源能力的评估指标：

电网短期接纳可再生能源能力的评估指标包括系统调频能力充裕度、系统调峰能力充裕度；系统调频能力充裕度定义为系统调频能力与系统调频需求的比值；此处的系统调频能力是指电网的二次调频能力；所述系统调峰能力充裕度定义为系统调峰能力与系统调峰需求的比值；

(3)计算系统调频能力：

设为系统调频能力，则系统调频能力的计算公式如下：

ragc为系统的agc备用容量，该数据可由电网调度部门获取；由于净负荷波动方向的不确定性，有可能需要agc进行上调节，也可能是进行下调节，因此系统的agc备用容量ragc取中间值；

(4)计算系统调频需求：

设为系统调频需求，即净负荷的分钟级波动值，则系统调频需求的计算公式如下：

其中npt是t时刻的净负荷值，该数据可由电网调度部门获取，np′t是t时刻的经滑动平均法处理后的净负荷值；

npt＝pt^load-pt^renew；(3)

其中是t时刻的负荷值，pt^renew是t时刻的可再生能源出力值，该数据均可由电网调度部门获取。

2m是滑动平均法中求平均的净负荷值的数目；m的取值与可再生能源发电功率值的采样和存储周期以及滚动求平均的时段长度有关，一般取值在3到5之间较合理；

(5)计算系统调频能力充裕度：

设βf为系统调频能力充裕度，则系统调频能力充裕度βf的计算公式为：

(6)计算系统调峰能力：

设为系统调峰能力，pie为机组i的额定出力，pi,min为机组i的最小技术出力，ng为系统中可调度的发电机组数目，则系统调峰能力计算方法如下：

其中pi,min是机组i的最小技术出力，火电机组的最小技术出力大约为额定出力的50％左右，水电机组的最小技术出力需要根据不同的来水情况和水库大小来判断，燃气机组的最小技术出力可为0。

(7)计算系统调峰需求：

设为系统调峰需求，preserve是负荷高峰时期的旋转备用容量，npmax和npmin分别是净负荷最大值和净负荷最小值，则系统调峰需求计算方法如下：

(8)计算系统调峰能力充裕度：

设βp为系统调峰能力充裕度，则系统调峰能力充裕度βp的计算公式如下：

当βp的值大于100％时，表示系统的调峰能力能够满足调峰需求，系统的接纳可再生能源能力较强，当βp小于100％时，表示系统由于调峰压力，电网可能面临弃风弃光或者深度调峰和启停调峰，反映了系统的可再生能源量已经过饱和。

本发明不局限于以上所述的具体实施方式，以上所述仅为本发明的较佳实施案例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。