[发明专利]一种多类型电源分散并网的可信容量计算方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统技术领域，尤其涉及一种多类型电源分散并网的可信容量计算方法。

背景技术

能源和环境问题促使以风电为代表的清洁能源获得了广泛关注和迅速发展，目前，风电的利用呈现出大规模集中外送和分散并入高压网的两种典型模式，与大规模集中并网电网外送不同，风电分散并网高压配网后，与本地的水电、火电等可控电源形成了多类型互补电源群落；现阶段研究人员提出采用虚拟发电厂理念管理本地的多类型电源，将多类型电源积聚为单一虚拟机组参与电网运行，但未考虑到长时间尺度内线路故障、风速随机变化等因素，由于虚拟发电厂中各电源具有出力特性各异及并网位置分散等特性，无法有效确定虚拟发电厂的可信容量，这是是一个尚待解决的问题；传统的基于等效电量函数的可信容量计算方法中，分析对象均为火电或水电等具有可控特性的机组，无法解决具有复杂出力特性的虚拟发电厂并网后的可信容量计算问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题：提供一种多类型电源分散并网的可信容量计算方法，以解决现有技术未考虑到长时间尺度内线路故障、风速随机变化等因素，由于虚拟发电厂中各电源具有出力特性各异及并网位置分散等特性，采用传统的基于等效电量函数的可信容量计算方法无法有效确定虚拟发电厂的可信容量等问题。

本发明技术方案：

一种多类型电源分散并网的可信容量计算方法，它包括下述步骤：

步骤1、用虚拟发电厂对多类型电源进行整合，虚拟发电厂根据多类型电源自身的出力特征、所在网络信息和电网结算方式，制定各小时多类型电源的日发电计划，制定虚拟发电厂日调度模型；

步骤2、用序贯蒙特卡洛抽样的方法，对虚拟发电厂内的风速、来水信息和线路随机故障信息进行模拟仿真，结合步骤1中的虚拟发电厂日调度模型，得到虚拟发电厂的年时序出力曲线；

步骤3、根据虚拟发电厂的年时序出力曲线和电网整体的年时序负荷曲线，基于等效电量函数法，采用有效载荷法计算虚拟发电厂的可信容量。

所述的虚拟发电厂日调度模型其形成方法包括下述步骤：

步骤A、对多类型电源的出力进行建模分析；

步骤B、制定虚拟发电厂的日调度模型。

所述的多类型电源的出力进行建模分析，它包括：

风电场建模分析：风电由风能驱动，单台风机的有功输出特性可表示为：

式中：P_w,i风机i的有功输出，单位MW；v为风机i处风速，单位m/s；v_in、v_out分别为风机的切入、切出风速，单位m/s；v_rate为风机的额定风速,m/s；P_r为风机的额定功率，MW；

水电机组建模分析：水电机组的出力特性包含能量转化和容量约束两方面，水电机组的出力与发电水量间的计算公式如下：

 

式中： a_H,i为水电机组i的水量-功率转换系数， MW/(Hm³)；qt H,i 为水电机组i小时t的发电水量，Hm³。

制定虚拟发电厂的日调度模型的方法为：初始化外部信息，所述外部信息包括水电站的各小时的来水量，水电站的库存容量，水电机组的出力特性、启停特性，风电场的出力信息、备用容量需求系数，线路电抗、连接关系、输送容量限制、各节点负荷和备用容量需求系数，虚拟发电厂的上网电价，弃风、弃水成本；虚拟发电厂的日调度模型为：