含风电的电力系统备用容量计算方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力系统备用容量研究技术领域，特别是涉及一种含风电的电力系统 备用容量计算方法和系统。
【背景技术】
[0002] 为应对当前环境污染，气候变暖，能源短缺与日益增长的用电需求的矛盾，风能、 太阳能等新能源将成为未来能源发展的趋势。为了应对风电出力对系统可靠性的影响，往 往需要增加系统的备用容量，其中备用容量的计算结果是否合理取决于风电对系统可靠性 影响评估中场景的选取方法。
[0003] 在评估风电对系统可靠性的影响研究中，传统的备用容量计算方式是在无风场景 中接入一定容量风电，并在该节点减少相同容量的常规机组构成有风场景。减小常规机组 造成评估场景无法反映原有系统的机组充裕度，已失去计算因风电造成备用变化的场景对 比性。传统的备用容量计算方式无法准确计算含风电的系统需新增的备用容量，存在准确 性低的缺点。
【发明内容】
[0004] 基于此，有必要针对上述问题，提供一种准确性高的含风电的电力系统备用容量 计算方法和系统。
[0005] -种含风电的电力系统备用容量计算方法，包括以下步骤：
[0006] 获取电力系统中各风电机组的容量，根据所述各风电机组的容量模拟计算各风电 机组的月最大出力和月平均出力；
[0007] 以所述各风电机组的月最大出力作为风电机组出力进行潮流计算，构建有风场 景；
[0008] 将所述有风场景中的风电机组替换为容量为对应风电机组的月平均出力的等效 机组，构建等效无风场景；
[0009] 在所述有风场景的风电并网容量最大的节点处接入备用机组，得到加入备用的有 风场景；
[0010] 利用二分法对所述加入备用的有风场景和所述等效无风场景进行可靠性评估得 到可靠性差值，并在所述可靠性差值在预设范围内时得到所述电力系统需新增的备用容 量。
[0011 ] 一种含风电的电力系统备用谷s；计算系统，包括：
[0012] 数据获取模块，用于获取电力系统中各风电机组的容量，根据所述各风电机组的 容量模拟计算各风电机组的月最大出力和月平均出力；
[0013] 第一场景模块，用于以所述各风电机组的月最大出力作为风电机组出力进行潮流 计算，构建有风场景；
[0014] 第二场景模块，用于将所述有风场景中的风电机组替换为容量为对应风电机组的 月平均出力的等效机组，构建等效无风场景；
[0015] 场景处理模块，用于在所述有风场景的风电并网容量最大的节点处接入备用机 组，得到加入备用的有风场景；
[0016] 容量计算模块，用于利用二分法对所述加入备用的有风场景和所述等效无风场景 进行可靠性评估得到可靠性差值，并所述在可靠性差值在预设范围内时得到所述电力系统 需新增的备用容量。
[0017] 上述含风电的电力系统备用容量计算方法和系统，获取电力系统中各风电机组的 容量，根据各风电机组的容量模拟计算各风电机组的月最大出力和月平均出力。以各风电 机组的月最大出力作为风电机组出力进行潮流计算，构建有风场景。将有风场景中的风电 机组替换为容量为对应风电机组的月平均出力的等效机组，构建等效无风场景。在有风场 景的风电并网容量最大的节点处接入备用机组，得到加入备用的有风场景。利用二分法对 加入备用的有风场景和等效无风场景进行可靠性评估得到可靠性差值，并在可靠性差值在 预设范围内时得到电力系统需新增的备用容量。通过构建有风场景和等效无风场景，并采 用二分法计算系统备用容量，有效评估风电随机性对系统备用需求的影响，提高计算结果 的准确度。新增的备用容量不仅可以减少因风电并网造成的负荷损失，而且为未来电源、电 网规划及其经济性评估工作提供重要参考。
【附图说明】
[0018] 图1为一实施例中含风电的电力系统备用容量计算方法的流程图；
[0019] 图2为另一实施例中含风电的电力系统备用容量计算方法的流程图；
[0020] 图3为一实施例中含风电的电力系统备用容量计算系统的结构图；
[0021] 图4为另一实施例中含风电的电力系统备用容量计算系统的结构图。
【具体实施方式】
[0022] -种含风电的电力系统备用容量计算方法，如图1所示，包括以下步骤：
[0023] 步骤S110 :获取电力系统中各风电机组的容量，根据各风电机组的容量模拟计算 各风电机组的月最大出力和月平均出力。
[0024] 各风电机组的容量可直接由电力监测系统的数据库获取，也可通过现场检测得 到。对风电出力进行模拟，选取典型方式得到该方式所在月风电机组总的月最大出力比α， 设每个风电机组的容量为(；1"_)，则各风电机组的月最大出力为？1"^_ 0〇=(：_#)\€1。为 了准确计算备用容量引入了等效无风场景，模拟得到典型方式所在月风电机组总的月平均 出力比β，则各风电机组的月平均出力为Pwind avg(；k)= c win_ X β。
[0025] 步骤S120:以各风电机组的月最大出力作为风电机组出力进行潮流计算，构建有 风场景。以月最大出力Pwindniax〇i)作为各风电机组出力，进行潮流计算，以扣除风电后满足系 统备用率为原则确定机组开机方式，即根据潮流计算结果以扣除风电后满足系统备用率为 原则确定处于停机状态的机组，从而确定机组开机方式，根据不处于停机状态的其他机组 得到系统开机机组集合，即为有风场景。在其中一个实施例中，步骤S120具体为：
[0027] 其中，Swind为有风场景，G 为第i个常规机组，j为有风场景中常规机组总量， η为有风场景中所有机组总量，Gwind〇0为有风场景中第k个风电机组。
[0028] 步骤S130 :将有风场景中的风电机组替换为容量为对应风电机组的月平均出力 的等效机组，构建等效无风场景。本实施例中在有风场景中用100%可靠的等效机组替换原 有风电机组并接入相同节点，其容量为该风电机组的月平均出力？"^_〇〇,得到等效无风 场景Sequal__nd。步骤S130具体为：
[0030] 其中，第i个常规机组，j为等效无风场景中常规机组总量，η为等效无风场 景中所有机组总量，G_al〇i)为替换有风场景中的风电机组的、且容量为对应风电机组的月 平均出力的等效机组。
[0031] 步骤S140 :在有风场景的风电并网容量最大的节点处接入备用机组，得到加入备 用的有风场景。在有风场景风电并网容量最大的节点处接入备用机组，其与常规机 组具有相同的可靠性，则新的加入备用的有风场景为
[0032] 步骤S150 :利用二分法对加入备用的有风场景和等效无风场景进行可靠性评估 得到可靠性差值，并在可靠性差值在预设范围内时得到电力系统需新增的备用容量。
[0033] 本实施例中可靠性指标采用电量不足期望（EENs，单位Mffh)，假设新增备用机组 的容量为C ，则加入备用机组后的有风场景可靠性指标EENswind&及等效无风场 景可靠性指标EENs equal nowind为力丨」大/ ·
[0036] 其中，评估场景中第i个常规机组容量，Cwind〇i)为接入的第k个风电机组 总容量，Pwind avg〇i)为第k各等效机组的容量，f wind为有风场景EENs的计算函数，f equal _ind为等效无风场景EENs的计算函数，j为场景中常规机组总量，η为场景中所有机组总量。计 算函数Up f equal _ind的表达式f为：
[0038] 其中，[l]TDds表示第s次采样对应的各节点切负荷的总量，[1]表示元素全为1的 列向量。
[0039] 分别得到加入备用的有风场景和等效无风场景的可靠性指标后计算可靠性差值， 并在可靠性差值在预设范围内时利用二分法计算得到电力系统需新增的备用容量。预设范 围的具体数值范围可根据实际情况进行调整。本实施例中采用二分法对新增的备用容量进 行计算得到备用容量C_CTTC_rallablllty的流程如下：
[0040] 1)假设备用机组最小容量CrasCTTC__= 0，备用机组最大容量
[0041] 2)若
否则，令
并进入步骤3)。其中
表示将备用机组 最小容量代入有风场景EENs的计算函数
表示备用机组最大容量和最小容量 的平均值。
;否则，进 入步骤4)。
，否则