一种基于调峰盈亏的抽水蓄能电站布局区域选择方法与流程

本发明涉及电力系统领域，具体涉及一种基于调峰盈亏的抽水蓄能电站布局区域选择方法。

背景技术：

1、在传统的电力系统中，抽水蓄能电站主要在系统中作为消除由电力负荷变化引起的峰谷差的调峰手段。随着新能源为主体的新型电力系统加快建设，由新能源反调峰引起的调峰问题逐步引起重视，系统调节能力不足尤其是长周期调节能力缺失问题将日趋凸显。抽水蓄能电站作为成熟的调峰技术手段具有启停灵活、调节迅速、运行周期长等优势，但抽水蓄能电站受地形、地质、水资源条件制约，抽水蓄能电站大部分选址在山区和丘陵地区。站点分布情况与系统需求并不完全匹配，且相对分布较为密集，布局不均匀不平衡的问题较为突出。

2、从追求系统运行最优的角度，抽水蓄能电站主要为全系统调峰，若布局近区局部电网也存在调峰缺口，抽蓄接入后也能起到局部电网的调峰支撑手段，发挥更大的效益。在实际布局选择中，局部调峰盈亏分析常用方法为对区域内负荷与电源数据进行收集，再根据负荷及电源特性进行调峰计算。但由于拟分析区域不一定与地理上的行政区域划分一致，存在交叉供电等情况，往往会因为口径不一致造成数据收集困难或数据处理工作量增大等问题，在大量抽蓄拟布局情况下此类问题会越发严重。另外，传统的调峰计算仅从负荷及电源的角度出发，未将电网运行状态及网架结构影响考虑在内，可能造成抽蓄实际接入存在困难。若能在布局选择阶段即将电网影响因素纳入考量，则有利于减少在后续设计阶段中可能造成的工作反复乃至推翻等不必要的工程隐性成本增加。

3、因此，提出一种快速且准确计算局部区域调峰盈亏的方法，并将电网运行状态及网架结构影响作为抽水蓄能电站布局的关键因素加以考量，对提高前期规划阶段成果转化效率及实际工作中技术人员的工作效率有所裨益。

技术实现思路

1、鉴于上述分析，本发明旨在提供涉及一种基于调峰盈亏的抽水蓄能电站布局区域选择方法，用于解决上述问题。

2、具体技术方案是：一种基于调峰盈亏的抽水蓄能电站布局区域选择方法，包括如下步骤：

3、步骤1：定义并划分抽水蓄能电站近区电网为目标区域电网、相邻区域电网以及断面；

4、步骤2：提出根据断面潮流计算目标区域调峰盈亏的计算方法；

5、步骤3：建立基于断面潮流速算基于调峰盈亏的抽水蓄能电站布局区域选择方法；

6、其中：

7、所述步骤1中，定义并划分抽水蓄能电站近区电网为目标区域电网、相邻区域电网以及断面；定义计算对象目标区域电网为k，将与k存在电气联系的两个相邻电网分别划分为区域电网a和区域电网b，定义目标区域电网k与区域电网a、区域电网b之间存在直接电气联系的线路集定义为断面ak、断面bk，根据广义基尔霍夫电流定律，各断面与各区域电网之间功率交换满足式(1)如下：

8、pak+pbk+pk＝0  (1)

9、其中，pak为断面ak的输送功率之和，pbk为断面ak的输送功率之和，pk为目标区域电网k内部的电力盈亏；断面功率由区域电网a、b流向目标区域电网k，则pak、pbk为正；反之，为负；

10、所述步骤2中，提出根据断面潮流计算目标区域调峰盈亏的计算方法，根据典型潮流方式数据，获得全网负荷高峰时刻tp和负荷低谷时刻tl下，断面ak、断面bk的输送功率分别为由调峰盈亏定义及式(1)，得到根据断面功率计算目标区域调峰盈亏prk的计算方法如式(2)：

11、

12、其中，分别为目标区域电网k在tp和tl时刻的电力盈亏；

13、所述步骤3中，建立基于断面潮流速算基于调峰盈亏的抽水蓄能电站布局区域选择方法，具体步骤如下：

14、(1)定义待接入抽水蓄能电站集合g＝{g1，l，gi，l，gn}，取出第i个待接入抽水蓄能电站gi

15、(2)根据步骤1将gi近区电网划分为拟接入目标区域电网k、以及周边区域电网a和区域电网b；

16、(3)由典型潮流方式数据读取全网负荷高峰时刻tp和负荷低谷时刻tl下断面ak、断面bk的输送功率根据步骤2计算出目标区域调峰盈亏prk；

17、(4)若prk＜0，则进入第(5)步计算；若prk＞＝0，则回到第(2)步；

18、(5)设pakm、pbkm为断面ak、断面bk在控制故障下的断面极限值，将gi拟接入目标区域电网k中，接入后再对典型潮流方式数据进行读取，若此时负荷峰谷时刻对应断面潮流均满足断面极限约束，则将目标区域电网k加入抽水蓄能电站gi的拟接入目标区域集合j中，若集合g中无电站则结束流程，否则回到第(1)步；若此时负荷峰谷时刻对应断面潮流有至少一个断面潮流不满足断面极限约束，则回到第(2)步。

19、本发明的有益效果：本发明提出的基于断面潮流速算基于调峰盈亏的抽水蓄能电站布局区域选择方法，将拟布局区域调峰盈亏及区域间断面潮流约束作为抽水蓄能电站布局的关键因素加以考量，可通过负荷峰谷时刻关键断面潮流数据快速判断拟布局目标区域是否存在调峰需求，通过断面控制极限作为抽水蓄能电站拟接入后造成的电网运行状态约束条件，可快速判断电网运行安全及网架结构对抽水蓄能电站布局选择是否存在限制因素，从而减轻了大量抽水蓄能电站拟接入布局分析时的数据收集及计算工作量，同时提供了一种快速判断抽水蓄能电站布局区域合适与否的判别流程及方法，有利于提高技术人员的工作效率。本发明很好地解决了大量抽水蓄能电站拟选定布局区域时，采用常规调峰盈亏计算方法存在关键数据收集困难、计算量大、计算流程复杂，布局区域选择方法判断标准模糊，且与电网运行状态及网架结构影响脱钩等问题。

技术特征：

1.一种基于调峰盈亏的抽水蓄能电站布局区域选择方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及一种基于调峰盈亏的抽水蓄能电站布局区域选择方法，包括：定义并划分抽水蓄能电站近区电网为目标区域电网、相邻区域电网以及断面；提出根据断面潮流计算目标区域调峰盈亏的计算方法；建立基于断面潮流速算基于调峰盈亏的抽水蓄能电站布局区域选择方法。本发明采用负荷峰谷时刻关键断面潮流数据可快速判断拟布局目标区域是否存在调峰需求，采用断面控制极限可快速判断电网运行安全及网架结构对抽水蓄能电站布局选择是否存在限制因素，减轻了大量抽水蓄能电站拟接入布局分析时的数据收集及计算工作量，同时提供了一种快速判断抽水蓄能电站布局区域合适与否的判别流程及方法，有利于提高技术人员的工作效率。

技术研发人员：周懋文,万航羽,吴政声
受保护的技术使用者：中国能源建设集团云南省电力设计院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19