[发明专利]一种基于接纳能力分布的最大风电装机容量计算方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统规划领域，尤其涉及一种基于接纳能力分布的最大风电装机容量计算方法。 

背景技术

在能源短缺和环境污染的双重压力下，中国的可再生能源近几年获得了巨大的发展，风力发电由于技术成熟、利用效率高，受到很大的重视。但是，风电场的出力是大幅度频繁波动的，这对多年形成的传统电力系统规划运行机制带来了严重的冲击。 

虽然国家相关法规要求风电必须全部并网，但是风电项目与电网等项目存在严重脱节现象。一些地方大规模建设风电场，规模远超预期，而且风电项目前期工作流程相对简单，核准进度快，建设周期短；相对之下，电网接入系统核准程序复杂，影响因素多，协调工作难度大，工程的建设周期也较长，很多地方的电网与调峰电源建设跟不上风电发展步伐。在规划建设方面，更存在部分省(区)风电发展规划不确定、经常调整等问题，导致电网建设无所适从，风电场与其它配套设施不协调。 

这就导致了部分地区发电项目规划建设与接网工程规划建设不协调、发电工程与配套电网工程核准及建设周期不匹配等问题。反映在实际运行中，就会导致“弃风”现象的大量出现，这不仅造成大量资源浪费，而且严重制约了风电行业的健康发展。因此，为了合理指导风电装机容量规划，有必要对风电最大装机容量进行研究和计算。 

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于接纳能力分布的最大风电装机容量计算方法，该方法具有较强的通用性和工程实用性。 

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案包括以下步骤： 

1)输入电力系统的原始数据，定义最大模拟次数N_max，收敛条件设置为电力系统最大接纳能力的方差系数β_MIRIC小于给定的收敛标准ε；选定电力系统运行的典型方式，且设定模拟次数K＝1； 

2)模拟此典型方式下的一天的时序系统状态，一天的时序系统状态包括时序日负荷曲线、时序风速和线路运行状态、水电的时序出力以及火电机组开机状态； 

3)对一天的时序系统状态求解最大风电接纳能力模型，得到不同节点上的最大风电接纳能力P_R,j及概率分布，然后利用不同节点上的最大风电接纳能力P_R,j及概率分布得到总的最大风电接纳能力及概率分布，一天最大风电接纳能力模型的求解方程为：

式中，N_S—典型系统的节点个数； 

P_R,j,t—风电机组j在t时段的出力； 

其中，一天最大风电接纳能力模型的约束包括节点功率平衡约束、调峰约束、调频约束以及线路潮流约束； 

4)根据时序风速与风电机组输出特性曲线将不同节点的最大风电接纳能力P_R,j转化为不同节点的最大风电装机容量，由不同节点的最大风电装机容量得到总的最大风电装机容量； 

5)如果模拟次数K等于N_max，且满足收敛条件，得到不同节点的最大风电装机容量的累积概率分布，然后进入下一步，否则，返回步骤2)进行下一次模拟； 

6)给定置信度p，根据不同节点的最大风电装机容量的累积概率分布得到对应于累积概率(1-p)的最大风电装机容量值P^Ins； 

7)统计并输出所有最大风电接纳能力指标，并根据所有最大风电接纳能力指标实施风电并网；其中，所有风电最大接纳能力指标包括不同节点的最大风电接纳能力P_R,j及概率分布，不同节点的最大风电装机容量及概率分布，总的最大风电接纳能力及概率分布，总的最大风电装机容量及概率分布、对应于累积概率(1-p)的最大风电装机容量值P^Ins。 

所述的步骤1)中的收敛标准ε为0.05或0.01。 

所述的步骤1)中的原始数据为发电厂数据、电力系统线路数据以及电力系统负荷数据，典型方式为夏大、夏小、冬大或冬小。 

所述的步骤2)中模拟此典型方式下的一天的时序系统状态的方法为： 

2.1)模拟电力系统运行的典型方式的时序日负荷曲线、时序风速和线路运行状态；然后在时序日负荷曲线上，按水电利用小时数由小到大的方式安排水电机组的运行位置，得到水电的时序出力； 

2.2)在时序日负荷曲线上减去水电的时序出力，得到相应的修正时序日 负荷曲线；