一种用于评估光伏接纳能力的方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本公开属于新能源接纳能力评估领域，尤其是一种用于评估光伏接纳能力的方法 及系统，从规划角度评估电网对大规模光伏电源的接纳能力。
【背景技术】
[0002] 发展清洁的可再生新源是解决环境问题和能源制约问题的有效解决方法之一，也 是人类社会实现可持续发展的必经之路。近几年，光伏发电发展迅速，装机容量快速上升。 因光伏发电运行成本低，对环境污染小，得到了迅速的发展。
[0003] 然而光伏出力具有很强的波动性，间歇性和随机性等特点，尤其是光伏机组在白 昼和夜间的发电能力差别很大，大规模光伏机组接入电力系统之后，会对电网的规划与运 行带来巨大的挑战，对于电网来说，会造成违反节点功率平衡约束问题，违反线路潮流约束 问题，违反火电机组供热出力要求问题等多种问题。因此有必要研究电网对光伏机组出力 的接纳能力的问题。
[0004] 目前，对光伏接纳能力的评估方法中，基于电力系统调峰能力的接纳能力评估主 要考虑电力系统的调峰能力，基于经济调度的接纳评估主要考虑电力系统运行的经济性， 而基于稳定的系统接纳能力评估主要考虑电力系统的稳定性，运些方法考虑的因素均不设 及对系统运行方式时序变化，因而难W精确评估电力系统在每个具体时段对光伏机组的接 纳能力;并且，运些方法往往只考虑火电机组的成本费用，没有充分考虑到光伏机组的购置 和运行维护成本，W及电力系统为了配合光伏机组出力所增加的无功补偿装置的成本，因 此有必要进一步改善。
【发明内容】
[0005] 针对上述不足，本公开提出了一种用于评估光伏接纳能力的方法及系统。所述方 法及系统在考虑节点时序负荷的情况下，建立电力系统总运行成本的评估模型，W便在每 个具体时段对光伏机组的接纳能力进行较为精确的评估，为光伏能源结合原电力系统的规 划管理提供决策依据。
[0006] -种用于评估光伏接纳能力的方法，所述方法包括W下步骤：
[0007] S100、建立评估模型:基于节点时序负荷的电力系统总运行成本的评估模型；
[000引S200、寻找模型的解:确定所述模型中参数的取值范围，将参数的取值范围作约束 条件对所述模型进行求解，使电力系统总运行成本取得最小值；
[0009] S300、结果统计与分析:进行电力系统对光伏机组的接纳能力评估:若存在使电力 系统总运行成本最小的解，则计算光伏机组出力和电力系统总运行成本;否则，分析限制接 纳的光伏接入量及其限制因素。
[0010] 基于所述方法，实现了一种用于评估光伏接纳能力的系统，所述用于评估光伏接 纳能力的系统包括W下模块：
[0011] M100、评估模型建立模块：用于建立基于节点时序负荷的电力系统总运行成本的 评估模型；
[0012] M200、模型求解模块:根据所述模型中参数的取值范围，对所述模型进行求解，使 电力系统总运行成本取得最小值；
[0013] M300、结果统计与分析模块:进行电力系统对光伏机组的接纳能力评估:若模块 M200寻找到解，则计算光伏机组出力和电力系统总运行成本;否则，分析限制接纳的光伏接 入量及其限制因素。
【附图说明】
[0014] 图1本公开一个实施例中一种用于评估光伏接纳能力的方法程序设计示意图；
[0015] 图2本公开一个实施例中一种用于评估光伏接纳能力的系统模块结构图。
【具体实施方式】
[0016] 在一个基础的实施例中，提供了一种用于评估光伏接纳能力的方法，所述方法包 括W下步骤：
[0017] S100、建立评估模型:基于节点时序负荷的电力系统总运行成本的评估模型；
[0018] S200、寻找模型的解:根据所述模型中参数的取值范围，对所述模型进行求解，使 电力系统总运行成本取得最小值；
[0019] S300、结果统计与分析:进行电力系统对光伏机组的接纳能力评估:若存在使电力 系统总运行成本最小的解，则计算光伏机组出力和电力系统总运行成本;否则，分析限制接 纳的光伏接入量及其限制因素，为光伏能源结合原电力系统的规划管理提供决策依据。
[0020] 在运个实施例中，步骤Sioo根据电力系统的信息构建了评估电力系统对光伏发电 机组接纳能力的模型。所述评估模型包括将电力系统总运行成本作为目标函数及模型中参 数的取值范围的约束条件。所述电力系统总运行成本构成包括光伏机组投运成本、火电机 组运行成本、燃气机组运行成本等。将火电机组、燃气机组统称为非光伏机组。在建模时，所 述电力系统总运行成本构成根据实际情况进行选择。
[0021] -般火电机组、燃气机组的运行费用是功率的二次函数形式，用Cp,i(Pi,t)表示第i 组火电机组或燃气机组在t时段的运行费用，则Cp,i(Pi,t)可W用下式计算：
[0022] 巧 MC.,, +C,'
[0023] 式中：ai，bi，Ci为机组的运行费用参数;Pi,t为第i组火电机组或燃气机组在t时段 的出力。运里Pi, t需要满足W下的约束条件。
[0024] (1)节点功率约束：
[0026] 式中；
[0027] PL,t为系统负荷在t时段的容量;Ps, t为光伏机组在t时段的出力;Pr, t为t时段允许 的光伏机组功率切除量;B为系统节点导纳矩阵的虚部;0为系统节点电压相角向量。
[00%] (2)线路潮流约束：
[0029] 〇<Pij,t<Pij max
[0030] 式中；
[0031] Pu,t表示t时段系统线路从第i节点流向第j节点的功率；
[0032] Pu max表示从第巧点到第j节点之间的系统线路所能允许通过的最大功率。
[0033] (3)火电机组和/或燃气机组供热约束：
[0035] 式中；
[0036] /?./表示第i台火电机组或燃气机组t时段为保证当地供热的最小发电量;Pi,康 示第i台火电机组t时段的实际发电量;Pi max表示第i台火电机组的最大发电量。
[0037] 运里火电机组供热约束的考虑是考虑到冬季火电机组的供暖要求。
[0038] (4)无功补偿约束
[0039] 因光伏机组接入系统，会导致系统的功率因数发生变化，根据光伏机组的出力特 性，光伏机组出力主要为有功功率，功率因数接近为1，光伏机组的大量并网会使得系统的 无功备用减少，因此在一些节点需要考虑增设无功补偿装置，增设的无功补偿容量应该在 满足系统电压稳定和负荷无功需求的一定范围内，即增加的无功补偿容量需要满足无功补 偿约束，即：
[0040] 〇<Qj<Qj max [0041 ]式中：
[0042] Qj表示在光伏机组接入后，根据潮流计算系统第j节点需要的无功补偿功率；
[0043] Qj max表示系统第j节点所能提供的最大无功补偿率。
[0044] 在本公开中，所述光伏机组投运成本包括光伏机组本身的购置成本及运行维护成 本。若用Ei(SVi)表示第i组光伏机组的投运费，评估电力系统每个小时对光伏电能具体的接 纳能力，那么其可W用下式来进行计算：
[0045] Ei(SVi)=化1+K2) X SViANi X 8760)+K3 X SVi/8760
[0046] 式中；
[0047] Ki为单位容量光伏机组对应的购置成本系数;K2为单位容量光伏机组对应的无功 补偿装置的新增成本;SVi为第i组光伏机组的额定容量;Ni为第i组光伏机组的额定使用寿 命;K3为单位容量光伏机组每年对应的维护成本系数。
[004引运里在充分考虑到光伏机组的出力特性和控制特性，光伏机组应该尽可能地发出 有功功率，而尽量少发或不发无功功率，因此光伏机组接入系统之后，需要考虑系统的无功 平衡的问题，系统需要增加相应的无功备用，运些无功设备的成本会增加系统的总费用，运 部分成本W光伏机组对应的成本系数K2的形式计入系统的总费用之中。
[0049]因此，步骤S200在充分考虑了节点功率约束，线路潮流约束，火电机组和/或燃气 机组供热约束、无功补偿约束等限制因素基础上，对构建的模型进行求解，得到电力系统对 光伏机组的接纳结果;步骤S300对光伏机组的接纳结果进行分析，确定电力系统对光伏机