专利名称：一种电网风电消纳能力的确定方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明关于电网规划领域，特别是关于风电并网后的电网规划领域，具体的讲是一种电网风电消纳能力的确定方法及系统。
背景技术：
近些年，我国风电装机容量逐步增加。与水力发电、火力发电等常规发电方式相t匕，风力发电最根本的不同点在于其有功出力的随机性、间歇性和不可控性。为了维持电力系统的正常运行，在风电并网运行时，必须由其它常规发电方式为其有功出力提供补偿调节，以保证对用电负荷持续、可靠、安全地供电。这种对风电有功出力的补偿调节可看作是对负的负荷波动的跟踪，即对风电“调峰”。电力系统的调峰能力主要由电源、负荷等特性所决定。在风电大规模并网后，电力系统特性发生了较大的变化，所能提供的调峰能力需要做相应的调整。风电并网运行之前，电网的调峰任务主要是在满足必要的安全预度的前提下，应对系统的负荷波动。风电并网运行后，风电的随机性、间歇性将给电网运行方式和系统调峰带来较大影响，需考虑风电出力特性、常规电网装机水平制约、系统负荷特性等多方面因素。此外，若并网风电超过电网可为风电提供的调峰极限，电网将难以平衡风电出力，从而造成频率越限，严重时将导致电网解列。因此，研究大规模风电并网后的电网风电消纳能力，对于指导风电有序开发具有重要意义。现有技术中的电网规划主要考虑电网运行的一些实际条件，构建了风电消纳能力的模型，如第33卷第18期的《电网技术》中发表的《京沣唐电网风力发电并网调峰特性分析》。但利用这些风电消纳能力的模型进行规划时，对具体机组的调峰能力按机组类型划分，但无法具体到每台机组的开停机状态，且这类模型的结果存在一定的误差。
发明内容
本发明实施例提供了一种电网风电消纳能力的确定方法及系统，通过综合考虑高峰和低谷两个负荷水平下电网系统的功率平衡和每台机组的开停机状态及出力范围，将上述的众多因素在混合整数规划模型中统一优化，得到风电出力的最优解。本发明的目的之一是，提供一种电网风电消纳能力的确定方法，包括:采集电网系统一定时间内的负荷功率；采集电网系统一定时间内的机组数据，所述的机组数据包括:机组类型、额定容量、供热期的出力上下限、非供热期的出力上下限以及机组爬坡速率；采集电网系统一定时间内的区外来电功率；根据机组出力的上下限对机组的出力进行调整；根据电网上调和下调的备用约束对机组的出力进行调整；根据采集的负荷功率、调整后机组的出力、所述的区外来电功率确定电网风电消纳能力。本发明的目的之一是，提供一种电网风电消纳能力的确定系统，包括:负荷功率采集装置，用于采集电网系统一定时间内的负荷功率；机组数据采集装置，用于采集电网系统一定时间内的机组数据，所述的机组数据包括:机组类型、额定容量、供热期的出力上下限、非供热期的出力上下限以及机组爬坡速率；区外来电功率采集装置，用于采集电网系统一定时间内的区外来电功率；上下限调整装置，用于根据机组出力的上下限对机组的出力进行调整；备用约束调整装置，用于根据电网上调和下调的备用约束对机组的出力进行调整；风电消纳能力确定装置，用于根据采集的负荷功率、调整后机组的出力、所述的区外来电功率确定电网风电消纳能力。本发明的有益效果在于，通过综合考虑高峰和低谷两个负荷水平下电网系统的功率平衡和每台机组的开停机状态及出力范围，将上述的众多因素在混合整数规划模型中统一优化，得到风电出力的最优解，并且易于区别供热机组在供热期和非供热期的不同出力特性，综合考虑电网系统传输能力约束对调峰能力及风电消纳能力的影响，由于具体到每一台机组的状态，结果更为细致、可信。
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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例提供的一种电网风电消纳能力的确定方法的流程图；图2为本发明实施例提供的一种电网风电消纳能力的确定方法的实施方式二的流程图；图3为本发明实施例提供的一种电网风电消纳能力的确定方法的实施方式三的流程图；图4为本发明实施例提供的一种电网风电消纳能力的确定方法的实施方式四的流程图；图5为本发明实施例提供的一种电网风电消纳能力的确定系统的结构框图；图6为本发明实施例提供的一种电网风电消纳能力的确定系统的实施方式二的结构框图；图7为本发明实施例提供的一种电网风电消纳能力的确定系统的实施方式三的结构框图；图8为本发明实施例提供的一种电网风电消纳能力的确定系统的实施方式四的结构框图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。图1为本发明实施例提供的一种电网风电消纳能力的确定方法的结构框图，由图1可知，该方法包括:SlOl:采集电网系统一定时间内的负荷功率。根据不同的方案，可分别采集不同时间周期内的负荷功率波动曲线，采集周期可包括年、季、月、日等。S102:采集电网系统一定时间内的机组数据，所述的机组数据包括:机组类型、额定容量、供热期的出力上下限、非供热期的出力上下限以及机组爬坡速率。除了上述机组数据外，还可采集机组的调峰能力、出力受阻等相关参数。S103:采集电网系统一定时间内的区外来电功率。对于不同的电网系统，区外来电功率可为正值、负值或者为零。S104:根据机组出力的上下限对机组的出力进行调整。可通过如下公式实现该步骤:
权利要求
1.一种电网风电消纳能力的确定方法，其特征是，所述的方法包括: 采集电网系统一定时间内的负荷功率； 采集电网系统一定时间内的机组数据，所述的机组数据包括:机组类型、额定容量、供热期的出力上下限、非供热期的出力上下限以及机组爬坡速率； 采集电网系统一定时间内的区外来电功率； 根据机组出力的上下限对机组的出力进行调整； 根据电网上调和下调的备用约束对机组的出力进行调整； 根据采集的负荷功率、调整后机组的出力、所述的区外来电功率确定电网风电消纳能力。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的根据机组出力的上下限对机组的出力进行调整通过如下公式进行:
3.根据权利要求2所述的方法，其特征是，所述的根据电网上调和下调的备用约束对机组的出力进行调整按照如下公式进行:
4.根据权利要求3所述的方法，其特征是，根据采集的负荷功率、调整后机组的出力、所述的区外来电功率确定负荷最小值时的风电出力按照如下公式进行:
5.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征是，所述的方法还包括:根据机组爬坡能力对机组的出力进行调整。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征是，所述的根据机组爬坡能力对机组的出力进行调整按照如下公式进行:
7.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征是，当所述的电网系统中机组类型包括大小机组时，该方法还包括: 根据大小机组开机平衡对机组的出力进行调整。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征是，所述的根据大小机组开机平衡对机组的出力进行调整按照如下公式进行:
9.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征是，当所述的电网系统在供热期且开停机状态不变时，该方法还包括:按照如下公式对机组的出力进行调整:
10.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征是，当所述的电网系统在供热期且供热机组必须开机时，该方法还包括:将供热机组i的1<和<设置为I。
11.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征是，所述的方法还包括根据如下公式对机组的出力进行调整:
12.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征是，所述的方法还包括:在负荷功率的高峰和低谷时，保持机组的启停状态相同。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征是，所述的在负荷功率的高峰和低谷时，保持机组的启停状态相同按照如下公式进行:
14.一种电网风电消纳能力的确定系统，其特征是，所述的系统包括:负荷功率采集装置，用于采集电网系统一定时间内的负荷功率； 机组数据采集装置，用于采集电网系统一定时间内的机组数据，所述的机组数据包括:机组类型、额定容量、供热期的出力上下限、非供热期的出力上下限以及机组爬坡速率；区外来电功率采集装置，用于采集电网系统一定时间内的区外来电功率； 上下限调整装置，用于根据机组出力的上下限对机组的出力进行调整； 备用约束调整装置，用于根据电网上调和下调的备用约束对机组的出力进行调整； 风电消纳能力确定装置，用于根据采集的负荷功率、调整后机组的出力、所述的区外来电功率确定负荷最小值时的风电出力。
15.根据权利要求14所述的系统，其特征是，所述的上下限调整装置通过如下公式进行:
16.根据权利要求15所述的系统，其特征是，所述的备用约束调整装置按照如下公式进行:
17.根据权利要求16所述的系统，其特征是，所述的风电消纳能力确定装置按照如下公式进行:
18.根据权利要求14-17任意一项所述的系统，其特征是，所述的系统还包括:爬坡能力调整装置，用于根据机组爬坡能力对机组的出力进行调整。
19.根据权利要求18所述的系统，其特征是，所述的爬坡能力调整装置按照如下公式进行:
20.根据权利要求14-17任意一项所述的系统，其特征是，当所述的电网系统中机组类型包括大小机组时，该系统还包括: 开机平衡调整装置，用于根据大小机组开机平衡对机组的出力进行调整。
21.根据权利要求20所述的系统，其特征是，所述的开机平衡调整装置，按照如下公式进行:
22.根据权利要求14-17任意一项所述的系统，其特征是，当所述的电网系统在供热期且开停机状态不变时，该系统还包括:按照如下公式对机组的处理进行调整:
23.根据权利要求14-17任意一项所述的系统，其特征是，当所述的电网系统在供热期且供热机组必须开机时，该系统还包括:将供热机组i的1<和<设置为I。
24.根据权利要求14-17任意一项所述的系统，其特征是，所述的系统还包括根据如下公式对机组的出力进行调整:
25.根据权利要求14-17任意一项所述的系统，其特征是，所述的系统还包括:机组启停调整装置，用于在负荷功率的高峰和低谷时，保持机组的启停状态相同。
26.根据权利要求25所述的系统，其特征是，所述的系机组启停调整装置按照如下公式进行:
全文摘要
本发明实施例提供了一种电网风电消纳能力的确定方法及系统，所述方法包括采集电网系统一定时间内的负荷功率；采集电网系统一定时间内的机组数据，所述的机组数据包括机组类型、额定容量、供热期的出力上下限、非供热期的出力上下限以及机组爬坡速率；采集电网系统一定时间内的区外来电功率；根据机组出力的上下限对机组的出力进行调整；根据电网上调和下调的备用约束对机组的出力进行调整；根据采集的负荷功率、调整后机组的出力、所述的区外来电功率确定电网风电消纳能力。通过综合考虑高峰和低谷两个负荷水平下电网系统的功率平衡和每台机组的开停机状态及出力范围，将上述的众多因素在混合整数规划模型中统一优化，得到风电出力的最优解。
文档编号H02J3/46GK103219748SQ20121001931
公开日2013年7月24日 申请日期2012年1月20日 优先权日2012年1月20日
发明者孔涛, 孙瑜, 李群炬, 吴涛, 涂少良, 沈卫东, 徐华, 王信, 李付强, 陈丽萍, 胡泽春, 秦砺寒, 徐洁, 梁玉枝, 赵炜炜, 罗玮, 王旻楠, 李善颖 申请人:华北电力科学研究院有限责任公司, 华北电网有限公司, 清华大学