新能源高渗透率局部电网的高频切机方案配置方法及系统与流程

本发明涉及电力及电气工程，并且更具体地，涉及一种新能源高渗透率局部电网的高频切机方案配置方法及系统。

背景技术：

1、当电力系统的负荷下降，变化量为δpl(δpl＜0)时，系统内发电机输出功率需要变化同样的δpg＝δpl，以维持功率平衡，若δpg＜0，则δf＞0，即系统频率会上升，在系统的kg保持不变的条件下，负荷下降越多(即|δpg|越大)，则系统频率上升幅度越大。

2、根据《电网运行准则》(dl/t 10402007)规定，汽轮发电机在频率48.5hz～50.5hz范围内可以保持连续运行。因此，为保持电力系统能够稳定运行，当系统负荷下降较大时，需要采取高频切机措施，在系统频率上升到一定限值时，切除部分发电机pcut(pcut＞0，故切机造成的发电输出功率变化量为-pcut)，则剩余发电机输出功率需要变化量为δp′g＝δpl+pcut，|δpg|减小，系统频率的上升幅度也随之下降。

3、一般在配置电力系统高频切机措施时，在超出正常的频率运行范围后，会配置多个轮次切机，例如从系统频率达到50.5hz开始，频率每升高0.1hz切除一部分发电机。如果一轮切机完成后，系统功率仍有大量盈余，频率继续上升，则会触发下一轮次切机动作；如果一轮切机完成后，系统功率基本平衡，频率得到控制，则不会再触发下一轮次切机动作。这样配置高频切机措施，能够防止一次切除过多发电机，导致系统功率突然出现缺额，造成负荷损失。

4、风电、光伏能源等新能源电源由于自身出力受自然环境因素影响，只能统计、预测而无法控制，因此目前在配置电力系统高频切机方案时，都不会考虑将新能源机组纳入其中。随着新能源接入规模不断增加，出现了大量新能源高渗透率的外送型局部电网，这种电网由于新能源发电占比较高，如果仍然按照不将新能源机组纳入高频切机方案考虑，可能造成需要配置的切机量过高，电网故障后局部电网频率无法维持稳定的情况。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提出了一种新能源高渗透率局部电网的高频切机方案配置方法，包括：

2、确定需要配置高频切机方案的新能源高渗透率局部电网范围，并确定所述新能源高渗透率局部电网范围内，局部电网的相关条件，基于所述局部电网的相关条件，确定所述局部电网在正常运行方式下，常规发电机的多种开机组合；

3、根据不同的开机组合，确定所述局部电网所能够承受的最大功率盈余量，并根据不同的开机组合及所述最大功率盈余量，划分出所述局部电网的负荷水平区间；

4、根据划分的局部电网的负荷水平区间，对所述高频切机方案进行初步分类配置，确定不同的开机组合下的新能源切机规模及常规发电机切机规模，根据所述新能源切机规模及常规发电机切机规模，确定所述局部电网待切除的新能源场站及常规发电机；

5、基于所述新能源切机规模、常规发电机切机规模和待切除的新能源场站及常规发电机，确定新能源场站的切除方案，以所述新能源场站的切除方案，作为新能源高渗透率局部电网的高频切机方案，对所述新能源高渗透率局部电网的高频切机方案进行配置。

6、可选的，局部电网的相关条件，包括如下中的至少一种：

7、局部电网范围内全部常规发电机的额定功率和单位调节率；

8、局部电网范围内全部新能源场站及所述新能源场站的最大发电出力；

9、局部电网的负荷水平区间；

10、局部电网在孤网运行条件下能够耐受的最高频率。

11、可选的，根据不同的开机组合，确定所述局部电网所能够承受的最大功率盈余量，包括：

12、确定全部开机组合下常规发电机的总开机量；

13、在全部开机组合下，令局部电网负荷最小，使局部电网范围内新能源发电出力为零，且局部电网与外部联系断开形成孤网后，局部电网范围内达到的最高频率；

14、调整局部电网范围内新能源发电出力，使fh＝fc，根据常规发电机的总开机量、局部电网范围内新能源发电出力和局部电网负荷，确定所述局部电网所能够承受的最大功率盈余量。

15、可选的，根据不同的开机组合及所述最大功率盈余量，划分出所述局部电网的负荷水平区间，包括：

16、确定常规发电机的总开机量、npi-pubi和负荷区间之间的对应关系，根据所述对应关系，划分出所述局部电网的负荷水平区间。

17、可选的，根据划分的局部电网的负荷水平区间，对所述高频切机方案进行初步分类配置，包括：

18、确定不同负荷水平区间的高频切机方案；

19、所述高频切机方案，包括：

20、满足npi-pubi<li<npi的负荷区间，局部电网在故障后与外部联系断开形成孤网条件，切除全部新能源发电出力；

21、满足li>npi的负荷区间，局部电网在故障后与外部联系断开形成孤网条件，切除部分新能源场站；

22、满足li<npi-pubi的负荷区间，局部电网在故障后与外部联系断开形成孤网条件，切除全部或部分新能源场站，切除部分常规发电机。

23、可选的，对所述新能源高渗透率局部电网的高频切机方案进行配置，包括：

24、将局部电网范围内的全部新能源场站，按照最大发电出力对所述全部新能源场站进行排序；

25、逐个选取新能源场站加入高频切机方案，直到加入高频切机方案的新能源场站满足σpej>新能源切机规模cei。

26、再一方面，本发明还提出了一种新能源高渗透率局部电网的高频切机方案配置系统，包括：

27、第一计算单元，用于确定需要配置高频切机方案的新能源高渗透率局部电网范围，并确定所述新能源高渗透率局部电网范围内，局部电网的相关条件，基于所述局部电网的相关条件，确定所述局部电网在正常运行方式下，常规发电机的多种开机组合；

28、第二计算单元，用于根据不同的开机组合，确定所述局部电网所能够承受的最大功率盈余量，并根据不同的开机组合及所述最大功率盈余量，划分出所述局部电网的负荷水平区间；

29、第三计算单元，用于根据划分的局部电网的负荷水平区间，对所述高频切机方案进行初步分类配置，确定不同的开机组合下的新能源切机规模及常规发电机切机规模，根据所述新能源切机规模及常规发电机切机规模，确定所述局部电网待切除的新能源场站及常规发电机；

30、配置单元，用于基于所述新能源切机规模、常规发电机切机规模和待切除的新能源场站及常规发电机，确定新能源场站的切除方案，以所述新能源场站的切除方案，作为新能源高渗透率局部电网的高频切机方案，对所述新能源高渗透率局部电网的高频切机方案进行配置。

31、可选的，局部电网的相关条件，包括如下中的至少一种：

32、局部电网范围内全部常规发电机的额定功率和单位调节率；

33、局部电网范围内全部新能源场站及所述新能源场站的最大发电出力；

34、局部电网的负荷水平区间；

35、局部电网在孤网运行条件下能够耐受的最高频率。

36、可选的，根据不同的开机组合，确定所述局部电网所能够承受的最大功率盈余量，包括：

37、确定全部开机组合下常规发电机的总开机量；

38、在全部开机组合下，令局部电网负荷最小，使局部电网范围内新能源发电出力为零，且局部电网与外部联系断开形成孤网后，局部电网范围内达到的最高频率；

39、调整局部电网范围内新能源发电出力，使fh＝fc，根据常规发电机的总开机量、局部电网范围内新能源发电出力和局部电网负荷，确定所述局部电网所能够承受的最大功率盈余量。

40、可选的，根据不同的开机组合及所述最大功率盈余量，划分出所述局部电网的负荷水平区间，包括：

41、确定常规发电机的总开机量、npi-pubi和负荷区间之间的对应关系，根据所述对应关系，划分出所述局部电网的负荷水平区间。

42、可选的，根据划分的局部电网的负荷水平区间，对所述高频切机方案进行初步分类配置，包括：

43、确定不同负荷水平区间的高频切机方案；

44、所述高频切机方案，包括：

45、满足npi-pubi<li<npi的负荷区间，局部电网在故障后与外部联系断开形成孤网条件，切除全部新能源发电出力；

46、满足li>npi的负荷区间，局部电网在故障后与外部联系断开形成孤网条件，切除部分新能源场站；

47、满足li<npi-pubi的负荷区间，局部电网在故障后与外部联系断开形成孤网条件，切除全部或部分新能源场站，切除部分常规发电机。

48、可选的，对所述新能源高渗透率局部电网的高频切机方案进行配置，包括：

49、将局部电网范围内的全部新能源场站，按照最大发电出力对所述全部新能源场站进行排序；

50、逐个选取新能源场站加入高频切机方案，直到加入高频切机方案的新能源场站满足σpej>新能源切机规模cei。

51、再一方面，本发明还提供了一种计算设备，包括：一个或多个处理器；

52、处理器，用于执行一个或多个程序；

53、当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现如上述所述的方法。

54、再一方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如上述所述的方法。

55、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

56、本发明提供了一种新能源高渗透率局部电网的高频切机方案配置方法，包括：确定需要配置高频切机方案的新能源高渗透率局部电网范围，并确定所述新能源高渗透率局部电网范围内，局部电网的相关条件，基于所述局部电网的相关条件，确定所述局部电网在正常运行方式下，常规发电机的多种开机组合；根据不同的开机组合，确定所述局部电网所能够承受的最大功率盈余量，并根据不同的开机组合及所述最大功率盈余量，划分出所述局部电网的负荷水平区间；根据划分的局部电网的负荷水平区间，对所述高频切机方案进行初步分类配置，确定不同的开机组合下的新能源切机规模及常规发电机切机规模，根据所述新能源切机规模及常规发电机切机规模，确定所述局部电网待切除的新能源场站及常规发电机；基于所述新能源切机规模、常规发电机切机规模和待切除的新能源场站及常规发电机，确定新能源场站的切除方案，以所述新能源场站的切除方案，作为新能源高渗透率局部电网的高频切机方案，对所述新能源高渗透率局部电网的高频切机方案进行配置。本发明通过合理划分电网可能的运行方式区间，采用尽可能简单的方式将新能源机组纳入电网高频切机方案，减少了常规机组切机量，增强了新能源高渗透率局部电网抗扰动能力，提升了新能源高渗透率局部电网安全运行范围。