一种考虑光伏容配比的区域电网电力平衡预警方法与流程

本发明涉及光伏发电技术，主要涉及一种考虑光伏容配比的区域电网电力平衡预警方法。

背景技术：

1、随着电网新能源规模的发展和电网网架结构的日益复杂，电力系统的不确定性越来越明显。电力系统的核心是电力电量平衡，电力平衡是电力负荷与电源容量的平衡。通过电力平衡分析，可以分析送端系统的外送能力和受端系统的消纳能力，进而可以确定系统之间的电力交换容量。高比例新能源出力的波动性和不确定性造成了多个时间尺度上的电力不平衡，给电力系统平衡带来了挑战。因此随着电网分区运行后区域内的新能源发展，需综合分析区域电网电力平衡，并保证区域之间联络线的安全稳定运行。

2、cn 114386849 a《新能源高占比系统电力平衡风险预警方法》中公开了“一种新能源高占比系统电力平衡风险预警方法，包括获取运行数据；计算新能源出力和水电机组满足保证出力的概率；计算水电机组和新能源机组出力无法满足保证出力需求的概率；计算水电机组和新能源出力随机性引起的不平衡电力缺额；计算系统所需出力之和并得到初始电力缺额值；计算水电机组和新能源出力之和满足电力平衡所需保证出力的概率；计算水电机组出力满足、新能源出力不满足和水电机组出力不满足、新能源出力满足电力平衡所需电力的概率；计算电力平衡风险值并量化分析得到单位电力缺额值引起的风险值；对新能源高占比系统电力平衡风险进行预警”，该发明提高了电力平衡风险预警的可信度，而且可靠性高，准确性好，但该预警方法存在一定不足，所述发明未考虑新能源中光伏容配比变化对光伏出力及同时率的影响以及小片区域的光伏出力同时率较大带来的影响，进而导致区域电网电力平衡分析不准确。

技术实现思路

1、为了解决现有技术所存在的上述问题，本技术提供了一种考虑光伏容配比的区域电网电力平衡预警方法。

2、本技术的技术方案如下：

3、一种考虑光伏容配比的区域电网电力平衡预警方法，包括以下步骤：

4、获取待预警区域电网系统的历史运行数据；

5、根据所述历史运行数据计算获得待预警区域电网系统的光伏相关参数，包括光伏电站容配比、光伏组件随光伏投运时间增加的转换效率、逆变器转换效率、光伏出力同时率和满足光伏出力需求的概率；

6、根据所述历史运行数据及光伏相关参数计算待预警区域光伏功率，进而计算获得待预警区域电网系统的电力盈亏数值，根据电力盈亏数值分析待预警区域电网系统电力平衡情况；

7、根据电力盈亏数值和待预警区域联络线输送功率计算获得区域联络线输送功率预警指标，根据所述区域联络线输送功率预警指标对待预警区域与联络区域之间的网络架构情况进行分析并预警；

8、根据电力盈亏数值、待预警区域联络线输送功率和满足光伏出力需求的概率计算获得电网系统电力平衡风险值，根据同时率偏差指标对待预警区域电网系统提出降低风险决策。

9、优选的，所述待预警区域电网系统的历史运行数据包括待预警区域光伏电站的数量、光伏电站的光伏组件安装容量、光伏电站的逆变器额定输出功率和历史对应时段的每日午间12点至14点时段待预警区域电网系统的负荷参数、光伏电站的逆变器实际输入功率、逆变器实际输出功率。

10、优选的，计算光伏电站容配比的具体数学表达式为：

11、

12、式中，pdc表示光伏电站的光伏组件安装容量，pac表示光伏电站的逆变器额定输出功率；

13、计算光伏组件随光伏投运时间增加的转换效率、逆变器转换效率具体数学表达式为：

14、pdc，inverter＝αpdc；

15、式中，pdc，inverter表示光伏电站逆变器实际输入功率，α表示光伏组件随光伏投运时间增加的转换效率，pdc表示光伏电站的光伏组件安装容量；

16、pac，inverter＝βpdc，inverter；

17、式中，pac，inverter表示光伏电站逆变器实际输出功率，β表示逆变器转换功率，pdc，inverter表示光伏电站逆变器实际输入功率；

18、计算光伏出力同时率λ的具体数学表达式为：

19、

20、

21、式中，n表示待预警区域光伏电站的数量，pac,inverter,i表示第i个光伏电站逆变器的实际输出功率，pac,inverter,i,n表示第i个光伏电站逆变器的额定输出功率；m表示历史对应时段的总天数，pac，i，m，j表示第i个光伏电站在历史对应时段的第m天的时间点j的逆变器的实际输出功率，其中，时间点j包括时间点1、时间点2和时间点3，分别对应午间12点、午间13点和午间14点；

22、优选的，计算满足光伏出力需求的概率具体为计算历史对应时段中光伏出力同时率大于等于光伏出力同时率典型经验值的概率，数学表达式为：

23、pr＝p(λ≥λ’)

24、式中，λ表示历史对应时段的光伏出力同时率,λ’表示光伏出力同时率典型经验值。

25、优选的，根据历史运行数据及光伏相关参数计算待预警区域光伏功率，进而计算获得待预警区域电网系统的电力盈亏数值具体为：

26、根据光伏电站容配比、光伏组件随光伏投运时间增加的转换效率、逆变器转换效率、光伏出力同时率计算逆变器实际输出功率和逆变器额定输出功率的比值系数η，具体数学表达式为：

27、

28、根据逆变器实际输出功率与逆变器额定输出功率的比值系数计算获得待预警区域光伏功率ppv，具体数学表达式为：

29、ppv＝ηpac；

30、根据待预警区域电网系统的负荷参数及待预警区域光伏功率ppv计算获得待预警区域电网系统的电力盈亏数值△p，具体数学表达式为：

31、△p＝pload+preserve-pdc’-pstorage-ppv-pwind-pthermal-phydro；

32、式中，pload、preserve、pdc’、pstorage、pwind、pthermal、phydro为待预警区域电网系统的负荷参数，分别对应表示待预警区域地区负荷、系统备用负荷、区域外来直流功率、地区储能功率、风电功率、火电功率、水电功率。

33、优选的，根据电力盈亏数值分析待预警区域电网系统电力平衡情况具体为：

34、当△p＞0时，待预警区域电网系统缺少功率，发出需要通过区域之间的功率输入维持功率平衡的预警；

35、当△p＜0时，待预警区域电网系统存在盈余功率，发出需要通过区域之间的功率疏散维持功率平衡的预警。

36、优选的，根据电力盈亏数值和待预警区域联络线输送功率计算获得区域联络线输送功率预警指标具体数学表达式为：

37、

38、式中，pline，n表示区域联络线输送功率额定值。

39、优选的，根据所述区域联络线输送功率预警指标对待预警区域与联络区域之间的网络架构情况进行分析并预警具体为：

40、当时，待预警区域与联络区域之间的区域联络线输送功率可以满足功率传输需求，无需预警；

41、当时，待预警区域与联络区域之间的区域联络线输送功率无法满足功率传输需求，对待预警区域发出加强区域之间的网架结构的预警。

42、优选的，所述方法还包括根据电力盈亏数值、待预警区域联络线输送功率和满足光伏出力需求的概率计算获得电网系统电力平衡风险值，根据同时率偏差指标对待预警区域电网系统提出降低风险决策，其中，计算电网系统电力平衡风险值r’的具体数学表达式为：

43、

44、优选的，根据同时率偏差指标对待预警区域电网系统提出降低风险决策具体为：

45、计算获得电网系统电力平衡风险值r’处于最大值时的光伏出力同时率λn；

46、计算同时率偏差指标μ，具体数学表达式为：

47、μ＝λ-n；

48、所述降低风险决策具体为：

49、当μ＜0时，电网系统光伏电站通过减少光伏容配比、降低光伏出力同时率进而减少电力平衡风险值，其中，光伏容配比≥1.0；

50、当μ＞0时，电网系统光伏电站通过增加光伏容配比、升高光伏出力同时率进而减少电力平衡风险值。

51、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

52、本发明提供了一种考虑光伏容配比的区域电网电力平衡预警方法，基于历史运行数据计算获得待预警区域电网系统的光伏相关参数，进而计算获得待预警区域电网系统的电力盈亏数值，根据电力盈亏数值和待预警区域联络线输送功率提出区域联络线输送功率预警指标，对区域电网随着未来负荷或新能源发展引起的区域电网结构和电力平衡提出预警，根据同时率偏差指标对光伏发展容配比进行分析，有利于规划人员对相关区域电网的网架结构进行补强并合理对新能源发展提出相关建议，具有十分重要的工程实践意义。