一种用于评估光伏接纳能力的方法及系统的制作方法_2

文档序号:9869205阅读:来源:国知局
组的接纳能力及限制接纳能力的因素。所述方法按照充分利用光伏能源的原则,能够对光 伏机组与火电机组和/或燃气机组综合运行进行有效准确的评估。所述方法在尽可能保证 光伏机组最大出力,使其充分发挥其新能源优势的同时,还可W确定电力系统最优的光伏 接入量。
[0050] 由此可W看出,上述模型的建立符合电力系统实际运行的情况,可W准确评估电 力系统对光伏机组的接纳能力,对于电力系统的规划与运行具有重要的指导作用,有助于 推动光伏电源的大规模应用,从而促进节能减排。
[0051] 在一个实施例中,基于许多地区电力能源结构W火电机组为主,水电不足的特性 的考虑,所述电力系统总运行成本包括火电机组的运行费用、光伏机组的投运费用。所述评 估模型的表达式如下:
[0053] 式中;
[0054] n为火电机组台数,j为光伏机组台数,Pi,t表示火电机组i在t时段的出力,SVi表示 光伏机组i的额定容量,Cl,t(Pi,t)表示火电机组i在t时段的运行费用,Ei(SVi)表示光伏机组 i在t时段的投运费用。所述模型充分考虑了光伏机组的投运及运行成本费用,与系统原有 的火电机组费用相结合,对于系统总成本的评估更加科学准确。
[0055] 所述评估模型的目标在于光伏机组的计入是否能使电力系统总运行成本最小,但 同时也考虑了光伏机组接入对原有火电机组和/或燃气机组占主体的电网性能的影响因 素,包括:充分利用光伏机组出力,在确保光伏机组尽可能保持最大出力的基础上,安排火 电机组出力。因此,优选的,所述电力系统总运行成本考虑因素包括出力的非光伏机组开机 容量;所述出力的非光伏机组开机容量基于开机顺序进行统计,直至开机容量大于电力系 统的最小开机容量为止;所述最小开机容量通过下式计算:
[0056] L max+PFR+PlR-PpRS-PlRS
[0057] 式中;
[0化引p/L max为每日电力系统最大负荷功率,Pfr和Plr为电力系统要求的事故备用容量和 负荷备用容量,Pfrs和Plrs为电力系统内光伏机组可提供的事故备用容量和负荷备用容量。
[0059] 可选的,所述开机顺序依次为火电机组,燃气机组;若发电机组类型相同,则最小 技术出力大的发电机组优先开机。
[0060] 优选的,所述每日电力系统最大负荷功率p/L max是修正后的时序负荷,其可W直观 的通过时序负荷曲线获取,也可W通过将所有属于当日修正后的时序负荷进行排序比较后 给出。使用修正后的时序负荷来进行计算,可W更真实的反映火电机组和/或燃气机组的检 修与停运情况,从而更好地安排每台火电机组和/或燃气机组的出力特性,确定火电机组的 出力顺序和发电功率。
[0061] 进一步的,为获得修正后的时序负荷排序或曲线,设置一个时序负荷模型,该模型 的输入为节点的时序负荷序列,该模型的输出为修正后的时序负荷,可选的,该模型可W给 出输入的时序负荷曲线W及修正后的时序负荷曲线。所述时序负荷模型包括下述流程:
[0062] S401、根据输入电力系统各节点的时序负荷;
[0063] S402、使用蒙特卡罗模拟方法生成光伏机组时序出力序列;
[0064] S403、用S402中的时序出力序列对S401中的时序负荷进行修正后输出。
[0065] 在时序负荷模型处理流程中,采用时序蒙特卡罗模拟的方法,充分考虑了机组检 修及停运对其时序出力状态的影响,并据此确定时序光伏机组出力特性,与电力系统时序 负荷曲线结合,得到修正后的等效时序负荷曲线,可W方便在此基础上安排火电机组的出 力特性。
[0066]在一个实施例中,所述步骤S402中的蒙特卡罗模拟方法采用的模型为:
[006引 式中;
[0069] P(t)为t时段光伏电池组件的出力;A为单位电池组件的面积;n为电池组件的转化 效率;I (t)为t时段太阳能福照度。在一个计算实施例中,P( t)单位为MW,A为m2,I (t)单位为 MJ ? m-2。
[0070] 由运个实施例可W得出,若t时段光伏阵列中有n个正常工作的光伏电池组件,贝U 光伏阵列总的输出为nP(t)。在运个实施例中,在已知的环境溫度下,光伏电池组件的转化 效率Tl可W通过下式计算:
[0071] n = n〇[ I-T (Tt-To)]
[0072] 式中;
[0073] Tt为t时段的环境溫度/K;To为参考溫度(298K);rio为参考溫度下光伏电池组件的 效率,一般情况下,可通过太阳能电池组件的峰瓦和尺寸求得;丫为光伏电池组件的溫度系 数。
[0074] 由于光伏机组出力的间歇性的特点,为了更为真实地模拟实际情况,优选的,若当 前时间处于当日的1卵寸到次日即寸之间的时间段时,将该段光伏机组时序出力处理为0。
[0075] 可选的,所述步骤S403中修正的方法包括:使用一个随机变量对时序负荷曲线上 的负荷值进行调整,所述随机变量满足标准正态分布N(0,S 2)。
[0076] 可选的,所述步骤S403中修正的方法包括:在模拟的年限内,W年峰值负荷Lmax为 基础,通过下式计算t时段的负荷:
[0077] L(I)二 LJOxL沁)乂 !,W乂 !'匡 + NiQ,沪)
[007引式中;
[0079] Lw(t)为t时段周负荷峰值占年负荷峰值的百分比;
[0080] Ld(t)为t时段日峰值负荷占周峰值负荷的百分比;
[0081] Lh(t)为t时段小时峰值负荷占日峰值负荷的百分比;
[0082] N(0,S2)为符合标准正态分布的参数。
[0083] 在一个实施例中,当步骤S200没有找到使电力系统总运行成本最小的解时,在步 骤S300中需要分析不能接纳光伏机组出力的原因,使用的方法包括下述步骤:依次去除不 同的约束,当去除某项约束后存在使电力系统总运行成本最小的解时,该项约束即为限制 因素。
[0084] 下面结合图1详细阐述本公开方法的一种程序实现,方便方法应用。
[0085] 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;
[0086] 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。
[0087] 步骤在程序实现时,提供模型相关参数的输入接口,用于各参数值的输入。
[0088] S100、建立考虑火电机组的运行费用、光伏机组的投运费用的电力系统总运行成 本模型:
[0090] 式中;
[0091] n为火电机组台数,j为光伏机组台数,Pi,t表示火电机组i在t时段的出力,SVi表示 光伏机组i的额定容量,Cl,t(Pi,t)表示火电机组i在t时段的运行费用,Ei(SVi)表示光伏机组 i在t时段的投运费用;
[0092] 其约束条件为:
[0093] (1)节点功率约束:
[0095] 式中;
[0096] 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。
[0097] (2)线路潮流约束:
[009引 0<Pij,t<Pij max
[0099] 式中;
[0100] 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;
[0101] 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。
[0102] (3)火电机组和/或燃气机组供热约束:
[0103] 巧;< 巧歷
[0104] 式中:
[0105] 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, t表 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。
[0106] (4)无功补偿约束
[0107] 〇<Qj<Qj max [010引式中;
[0109] 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;
[0110] Qj max表示系统第j节点所能提供的最大无功补偿率。
[0111] SlOl、输入系统各节点时序负荷、光伏机组
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