[发明专利]一种考虑旋转备用的风电接入系统的暂态风险控制方法

说明书

本发明公开了一种考虑旋转备用的风电接入系统的暂态风险控制方法，包括：对各个预计发生的故障依次进行离线扫描并计算出相应的动态安全域；对各个时段中风电场的可能出力进行组合，确定系统在各个时段中可能出现的运行点及其概率；将所切除的负荷量作为运行点在该故障状态下的负荷损失，将风电场降低的出力作为运行点在该故障状态下的风能损失；计算电力系统的期望缺供电量风险指标EENS_t、EENS_c、EENS_b和期望风能浪费风险指标EWWR_t；针对系统的高风险时段计算并确定应投入电力系统中的旋转备用容量，以便将各个时段的风险水平控制在风险阈值以内，即将系统风险控制在合理水平。本发明方法可指导电力系统运行人员制定风电接入系统日前调度决策。

技术领域

本发明属于电网规划领域，并涉及电力系统风险评估领域。

背景技术

截止到2013年底，我国风力发电装机容量累计已达9174.46万千瓦，位居世界第一。大规模风电的并网发电对原有电网的运行与规划技术造成巨大的影响。为了规避风电接入对电网产生的风险，合理分析风电场的不确定性，是未来电网规划所面临的突出问题之一。然而，与传统能源不同，风力发电具有非常强的间歇性与随机性，大规模风电的接入将对电力系统的安全稳定运行带来巨大的挑战。

传统的N-1安全性校验方法受到了严重的制约，容易对分析结果造成保守的估计，不能有效的兼顾经济与安全两个重要因素。因此需要新的工具分析风电接入对电网安全性的影响。有必要在电网规划设计及运行阶段引入概率方法，合理的处理电网中的随机因素，使得安全性分析结果更加符合实际。风险评估方法能够有效的计及风速不确定性对电网的影响，同时还能考虑系统故障对电网所造成的后果，因此风险指标能够更加全面真实的反映电网实际运行状况风险评估方法有效的计及了系统故障的概率和后果两个方面，不仅考虑了不确定性因素对电网故障的影响，同时也考虑了故障本身对电网安全性的影响。基于此，近年来风险评估受到了国内外工业界和学术界的广泛重视。

电力系统安全域方面的一系列研究成果为传统风险评估方法存在的问题准备了条件。表征系统暂态稳定的动态安全域边界与静态电压稳定域边界上复功率注入临界点的集合均可以利用超平面来表示。复功率注入空间上的安全域既考虑了有功注入，也考虑到无功注入有较大变化是对电力系统稳定性的影响。在安全域理论的基础上，利用系统运行点的稳定裕度来表征系统的风险水平，对系统风险进行量化，其计算负担小，结果准确，能够用于快速计算安全转移概率。此外，利用安全域的裕度信息，可以为调度运行人员在故障过程中切机切负荷，以及在调度操作过程中规避风险提供可靠的依据。

尽管围绕安全域已开展众多研究并取得了大量的实用化成果，但迄今为止，安全域在风电接入系统的风险评估领域中的应用开展很少，并且尚无利用安全域进行旋转备用容量确定的应用理论及算法。

发明内容

针对现有的风电接入系统暂态风险评估技术，通过离线扫描各种可能的故障状态并计算动态安全域，考虑风电出力的不确定性，根据日前的调度计划确定系统在各个时间点上的运行点，计算各失稳运行点的最小切负荷量和最小发电调整量，并根据对应的故障概率计算系统的风险指标。但对于风险值较大的时段，尚未有相关技术和方法进行处理。

为了解决上述技术问题，本发明提出的一种考虑旋转备用的风电接入系统的暂态风险控制方法，包括以下步骤：

步骤一、根据实际电力系统数据与电网结构，确定电力系统预计发生的故障及相应的故障概率，对各个预计发生的故障依次进行离线扫描并计算出相应的动态安全域；

步骤二、由风电功率预测和负荷预测制定日前调度计划，根据日前调度计划中风电功率预测误差的概率分布计算各个时段中风电场的各种可能出力的概率，并分别对各个时段中风电场的可能出力进行组合，确定系统在各个时段中可能出现的运行点及其概率；