本发明属于电力系统新能源消纳技术领域，特别是涉及一种电力系统新能源消纳电量计算方法。
背景技术：
随着中国风电、光伏等新能源技术的高速发展，不断提高电力系统新能源消纳水平和降低弃风、弃光电量已成为电力系统面临的重大挑战。新能源消纳电量的计算是优化年度运行方式安排、做好新能源消纳工作的关键环节。
准确计算新能源消纳电量是提高新能源消纳水平的有效途径。从新能源消纳电量研究方法来看，主要有典型日分析法和时序仿真分析法两类。典型日分析法通常选取新能源出力最大而符负荷最小的极端情况，分析全网的电力平衡情况，以确定电网新能源消纳能力。时序仿真分析法通常以月或年为计算时间长度，通过模拟新能源出力特性和负荷特性时间序列，逐时段模拟电网的电力电量平衡情况。但是，典型日分析法不能体现全网发电机组组合的差异性，时序仿真分析法建立的优化模型和约束条件往往过于理想，不能反映实际电网特性和运行方式的时变性。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种电力系统新能源消纳电量计算方法。
为了达到上述目的。本发明提供的电力系统新能源消纳电量计算方法包括按顺序进行的下列步骤：
步骤1)利用数据采集与监视控制系统获得电力系统中各负荷节点功率以及联络线输送功率；根据电力系统中各发电机组的铭牌数据，获得各发电机组的最大技术出力；根据电力系统中各发电机组的调峰特性，获得各发电机组的调峰深度，并计算出所有发电机组的平均调峰深度；根据电力系统的调度要求，获得各电力系统间联络线输送功率的最大值、最小值限制；在负荷节点功率和联络线输送功率之和的基础上，考虑电力系统通道能力约束、系统中所有发电机组的最大技术出力和发电机组的调峰深度及平均调峰深度，计算出电力系统t时刻的最大可消纳新能源电量；
步骤2)在负荷节点功率和新能源并网后计划通过联络线输送功率之和的基础上，考虑新能源并网参与电力系统平衡后的正备用容量，对步骤1)中的发电机组的最大技术出力进行调整，并计算出调整后所有发电机组的最大技术出力之和，最后对步骤1)中的电力系统t时刻的最大可消纳新能源电量进行修正；
步骤3)根据步骤2)获得的修正后电力系统t时刻的的最大可消纳新能源电量，计算出电力系统的新能源消纳电量，然后计算出电力系统在孤立、电网互联互通两种运行状态下的新能源消纳电量。
在步骤1)中，所述的电力系统t时刻的最大可消纳新能源电量pa(t)满足式(1)：
其中：pl(t)是t时刻的负荷节点功率；pt(t)为t时刻联络线输送功率，输出为正；pg,i,max为电力系统内第i台发电机组的最大技术出力；i为电力系统中所有发电机组的台数；βi是第i台发电机组的调峰深度；β为电力系统内所有发电机组的平均调峰深度；
其中联络线输送功率必须满足通道能力的约束：
pt,min(t)≤pt(t)≤pt,max(t)(2)
pt,max(t)是t时刻联络线输送功率的最大值限制，pt,min(t)是t时刻联络线输送功率的最小值限制。
在步骤2)中，所述的在负荷节点功率和新能源并网后计划通过联络线输送功率之和的基础上，考虑新能源并网参与电力系统平衡后的正备用容量，对步骤1)中的发电机组的最大技术出力进行调整，并计算出调整后所有发电机组的最大技术出力之和，最后对步骤1)中的电力系统t时刻的最大可消纳新能源电量进行修正的方法是：
新能源并网后，电力系统中所有发电机组的最大技术出力之和应在负荷功率和计划通过联络线输送功率之和最大值的基础上，留有一定大小的正备用容量，如下式所示：
r+为新能源并网参与电力系统平衡后的正备用容量，通常取电力系统总容量的20％；pt,plan(t)为新能源并网后计划通过联络线输送的功率；
然后将上述新能源并网后电力系统中所有发电机组的最大技术出力之和
在步骤3)中，所述的根据步骤2)获得的修正后电力系统t时刻的的最大可消纳新能源电量，计算出电力系统的新能源消纳电量，然后计算出电力系统在孤立、电网互联互通两种运行状态下的新能源消纳电量的方法是：
对上述修正后电力系统t时刻的的最大可消纳新能源电量p’a(t)进行积分，得到该电力系统新能源消纳电量ea：
引入负荷率λ对上述新能源消纳电量ea进行修正，λ等于一个开机周期t内平均电量与最大电量的比值：
孤立系统中，联络线输送功率pt(t)为0，电力系统新能源消纳电量为：
电网互联互通后，电力系统新能源消纳电量为：
et,a为电网互联互通后增加的新能源消纳电量；在实际电网中，计划外送电力通常安排参与调峰，送电高峰与负荷高峰时段重合，因此电网互联互通后增加的新能源消纳电量et,a表示为：
et,a＝∫[pt(t)-(1-β)max(pt,plan(t))]dt(8)
对于完全按照计划外送电力的情况，外送电力的作用等效于增加负荷，则新能源消纳电量为：
上式中：et,d为计划外送电量，输出为正；λl+d为“负荷+联络线输送功率”等效负荷的负荷率。
本发明提供的电力系统新能源消纳电量计算方法在新能源高速发展的条件下权衡电网运行的可靠性、稳定性，为优化电力系统年度优化运行方式以及综合能源消纳工作奠定基础，有益效果如下：
1、方法简单易行，科学合理；
2、能够准确计算电力系统新能源消纳情况。
3、能够计算系统在孤立和互联互通两种情况下的新能源消纳电量，并提出了影响新能源消纳的关键因素。
具体实施方式
下面对本发明提供的电力系统新能源消纳电量计算方法进行详细说明。
本发明提供的电力系统新能源消纳电量计算方法包括按顺序进行的下列步骤：
步骤1)利用数据采集与监视控制(scada)系统获得电力系统中各负荷节点功率以及联络线输送功率；根据电力系统中各发电机组的铭牌数据，获得各发电机组的最大技术出力；根据电力系统中各发电机组的调峰特性，获得各发电机组的调峰深度，并计算出所有发电机组的平均调峰深度；根据电力系统的调度要求，获得各电力系统间联络线输送功率的最大值、最小值限制；在负荷节点功率和联络线输送功率之和的基础上，考虑电力系统通道能力约束、系统中所有发电机组的最大技术出力和发电机组的调峰深度及平均调峰深度，计算出电力系统t时刻的最大可消纳新能源电量；
电力系统t时刻的最大可消纳新能源电量pa(t)满足式(1)：
其中：pl(t)是t时刻的负荷节点功率；pt(t)为t时刻联络线输送功率，输出为正；pg,i,max为电力系统内第i台发电机组的最大技术出力；i为电力系统中所有发电机组的台数；βi是第i台发电机组的调峰深度；β为电力系统内所有发电机组的平均调峰深度。
其中联络线输送功率必须满足通道能力的约束：
pt,min(t)≤pt(t)≤pt,max(t)(2)
pt,max(t)是t时刻联络线输送功率的最大值限制，pt,min(t)是t时刻联络线输送功率的最小值限制。
步骤2)新能源并网后，为了提高电力系统的可靠性、稳定性，各发电机组的最大技术出力必须留有足够的正备用容量；在负荷节点功率和新能源并网后计划通过联络线输送功率之和的基础上，考虑新能源并网参与电力系统平衡后的正备用容量，对步骤1)中的发电机组的最大技术出力进行调整，并计算出调整后所有发电机组的最大技术出力之和，最后对步骤1)中的电力系统t时刻的最大可消纳新能源电量进行修正；
新能源并网后，电力系统中所有发电机组的最大技术出力之和应在负荷功率和计划通过联络线输送功率之和最大值的基础上，留有一定大小的正备用容量，如下式所示：
r+为新能源并网参与电力系统平衡后的正备用容量，通常取电力系统总容量的20％；pt,plan(t)为新能源并网后计划通过联络线输送的功率。
然后将上述新能源并网后电力系统中所有发电机组的最大技术出力之和
步骤3)根据步骤2)获得的修正后电力系统t时刻的的最大可消纳新能源电量，计算出电力系统的新能源消纳电量，然后计算出电力系统在孤立、电网互联互通两种运行状态下的新能源消纳电量。
对上述修正后电力系统t时刻的的最大可消纳新能源电量p’a(t)进行积分，得到该电力系统新能源消纳电量ea。
引入负荷率λ对上述新能源消纳电量ea进行修正，λ等于一个开机周期t内平均电量与最大电量的比值：
孤立系统中，联络线输送功率pt(t)为0，电力系统新能源消纳电量为：
由此可见，在未考虑电网互联的情况下，电力系统新能源消纳电量的大小取决于平均电量el、调峰深度β及负荷率λ。因此平均电量el越高、电源调节性能越好、电网峰谷差越小，电力系统可消纳的新能源发电空间越大。
电网互联互通后，电力系统新能源消纳电量为：
et,a为电网互联互通后增加的新能源消纳电量。在实际电网中，计划外送电力通常安排参与调峰，送电高峰与负荷高峰时段重合，因此电网互联互通后增加的新能源消纳电量et,a可表示为：
et,a＝∫[pt(t)-(1-β)max(pt,plan(t))]dt(8)
对于完全按照计划外送电力的情况，外送电力的作用等效于增加负荷，则新能源消纳电量为：
上式中：et,d为计划外送电量，输出为正；λl+d为“负荷+联络线输送功率”等效负荷的负荷率。