计及风电出力特性的规划年电力平衡方法
【技术领域】
[0001] 本发明设计一种电力平衡方法，具体的说是一种计及风电出力特性的规划年电力 平衡方法。
【背景技术】
[0002] 电力平衡是电力系统规划的基本步骤之一，是表达电力系统中电力供需关系的一 种常用手段。电力平衡是电源规划中首先需要满足的条件，也即是电源规划的主要约束条 件。在传统电网规划中，由于风电具有随机性、波动性等特点，当其装机容量较小时，不参与 电力平衡。
[0003] 随着节能减排、大气污染防治等政策的深入实施，风电等新能源发展迅速。当风 电规模化发展时，风电参与电力平衡受到关注。文献"黄强.含大规模风电的电力系统有 功平衡问题研究综述[J].电力建设，2013,34(4) :27-31"中主要研究风电高渗透率地区 风-火-水互济系统中的调度运行优化问题，将我国风-火-水系统的有功平衡问题划分为 中长期/短期机组组合计划、日内滚动计划和实时频率调节等若干子问题研究，并分析了 各子问题的研究现状与技术瓶颈，其时间范围为秒级至日级，其中中长期为10-30日。文献 "林章岁，罗利群.福建省风电出力特性及对电网的影响分析[J].电力建设，2011，32(12): 18-23"针对福建电网的实际情况，指出风电对福建8月份最高负荷影响很小，指出福建风 电对电力平衡的装机容量需求不会有影响，福建风电容量效益很低。文献"樊飞，刘洁，胡 杰.东北电网风电大规模并网后的典型电力平衡方式分析[J].电力建设，2011，32(12): 18-23"指出基于传统电力平衡方式的电网规划设计已不能全面和准确的反映电网运行特 征，并结合东北电网负荷特性、风电机组特性、机组调峰能力，利用风电机组保证出力、最大 同时率和有效出力分别参与冬、夏不同方式下电力平衡，但并没有指出保证出力、最大同时 率和有效出力的具体计算方式。
[0004] 综上所述，已发表文献中，对风电参与电力系统规划中电力平衡的分析较少，并没 有给出计及风电出力的规划年电力平衡方法。
【发明内容】
[0005] 针对上述问题，本发明提供一种计及风电出力特性的规划年电力平衡方法，将规 划年电网最大负荷时刻风电出力纳入电力平衡中，使电力平衡结果更加客观真实，为电力 系统规划提供指导。
[0006] 本发明解决上述技术问题所采取的技术方案是：一种计及风电出力特性的规划年 电力平衡方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0007] S1、统计已投运风电场在系统最大负荷时刻的装机容量以及出力；
[0008] S2、计算已投运风电场在系统最大负荷时刻出力百分比；
[0009] S3、计算已投运风电场在系统最大负荷时刻出力百分比均值；
[0010] S4、以规划风电场的位置为原点建立坐标系，从坐标系的四个象限中各选择一个 距离规划风电场最近的已投运风电场作为规划风电场的关联风电场，若距离规划风电场最 近的已投运风电场正好位于坐标轴上，则坐标系逆时针旋转45° ;
[0011] S5、计算风电出力关联系数：
[0013] 其中，Cl为关联系数；i为已投运风电场；。规划风电场与已投运风电场之间的距 离；
[0014] S6、计算规划风电场在规划年系统最大负荷时刻出力百分比：
[0016] 其中，ratet为规划风电场在规划年系统最大负荷时刻出力百分比，(^至％为规划 风电场与已投运风电场关联系数，retefaverage至ratem_average为截至统计期已投运风 电场在系统最大负荷时刻风电出力百分比均值；
[0017] S7、计算规划风电场在规划年系统最大负荷时刻出力：
[0018] Pt= S tratet
[0019] 其中，Pt为规划风电场t在规划年系统最大负荷时刻出力，S t为规划风电场装机 容量；
[0020] S8、根据已投运风电场和规划风电场在规划年系统最大负荷时刻出力百分比，求 出规划年地区各风电场出力，然后求得规划年地区风电场总出力：
[0022] 上式中，Pwindtotal为规划年地区风电场总出力，K为已投运风电场个数，N为规划风 电场个数；
[0023] S9、计及风电出力特性后，地区电力盈亏方程如下：
[0025] 上式中，Prasult为地区电力盈亏结果；PWd为规划年负荷预测结果；PrasCTve为规划年 备用容量；为规划年除去风电后其它电源可利用装机容量，包括区外来电；
[0026] 若Presult为正数则表示存在电力缺额，若P rasult为负数则表示电力盈余。
[0027] 进一步的，在所述步骤S1中，形成已投运风电场在系统最大负荷时刻出力统计 表。
[0028] 进一步的，在所述步骤S2中，形成已投运风电场在系统最大负荷时刻出力百分比 统计表。
[0029] 进一步的，在所述步骤S3中，形成已投运风电场在系统最大负荷时刻出力百分比 均值统计表。
[0030] 本发明的有益效果是：
[0031] 本发明通过构建规划风电场与已投运风电场出力相关性指标，通过相关性指标得 出规划风电场在系统最大负荷时刻的出力特性，然后将风电出力纳入规划年电力平衡中。 将规划年电网最大负荷时刻风电出力纳入电力平衡中，使电力平衡结果更加客观真实，为 电力系统规划提供指导，特别是对风电并网容量较大地区具有重要意义。
【附图说明】
[0032] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明 的部分优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。
[0033] 图1为本发明方法的流程图；
[0034] 图2为本发明以规划风电场具体位置为原点的坐标系图；
[0035] 图3为本发明的坐标系旋转坐标轴后的坐标图；
【具体实施方式】
[0036] 下面结合附图对本发明的具体实施例做详细说明：
[0037] 本发明首先统计已投运风电场在系统最大负荷时刻出力特性，具体步骤如下：
[0038] S1、统计已投运风电场在系统最大负荷时刻的装机容量以及出力。统计时间为从 该地区第一座风电场投运年起，到统计日上一年止。形成已投运风电场在系统最大负荷时 刻出力统计表如下：
[0039] 表1已投运风电场在系统最大负荷时刻出力统计表
[0041] 上表中，&为该地区第一座风电场投运年，I为统计日上一年。例如某地区自1990 年开始有风电场投运，2015年6月开始统计，则&为1990，?^为2014。PlS为第i座风电场 在第j年的有功出力，Si为第i座风电场的装机容量。i为风电场编号，i e [1，k]，i为整 数；j为年份编号，j e [l，m]，j为整数。若某统计年系统最大负荷时刻风电场未建成，则 其出力填为0。
[0042] S2、计算已投运风电场在系统最大负荷时刻出力百分比。
[0043] 风电场在系统最大负荷时刻出力百分比为系统最大负荷时刻风电场出力除以风 电场装机容量，计算公式如下：
[0045] 上式中，rate;」为第i座风电场在第j年的出力百分比。
[0046] 通过计算，形成已投运风电场在系统最大负荷时刻出力百分比统计表如下：
[0047] 表2已投运风电场在系统最大负荷时刻出力百分比统计表
[0048]
[0049] S3、计算已投运风电场在系统最大负荷时刻出力百分比均值。
[0050] 已投运风电场在系统最大负荷时刻出力百分比均值计算公式如下：
[0052] 上式中，ratei average为第i个风电场投运后在系统最大负荷时刻出力百分比均值， g为风电场建成后第一次经历系统最大负荷所在年份。若某年系统最大负荷时刻风电场尚 未建成，则系统最大负荷时刻风电场出力为〇,出力百分比当然也为0