[发明专利]一种新能源富集电网电源规划方法及系统

说明书

本发明涉及一种能源富集电网电源规划方法及系统，其包括：第一阶段规划处理和第二阶段规划处理；第一阶段规划处理基于规划网架结构，将线路或断面潮流最大作为优化目标，满足电压、频率运行约束条件，对网络元件进行N‑1，N‑2稳定校核，形成满足电力系统安全稳定要求的电源规划方案；第二阶段规划处理是在第一阶段电源规划成立的基础上，通过建立各类电源等效替代关系，对电源布局规划中不同类型电源的配置位置及配置数量进行优化，然后针对所选电源布局规划方案，以运行成本最小为目标函数，以资源约束、负荷需求及机组出力特性、运行成本特征为边界约束，进行电力电量平衡机新能源消纳水平分析，形成最优的布局方案。

技术领域

本发明涉及一种新能源规划技术领域，特别是关于一种提升电力系统安全运行水平的新能源富集电网电源规划方法及系统。

背景技术

近年来，新能源的开发和利用取得了跨越式发展，大力推动清洁替代和环境替代，风电、光伏等新能源持续大规模高速发展在一定程度上缓解了能源危机和环境污染问题。但是清洁能源规模剧增带来的是传统发电的规模下降，其中火电等具有较强系统支撑能力的电源类型越来越少，系统安全稳定运行风险逐日升高。因此，亟需一种在规划之初就兼顾保障电网安全稳定水平和新能源电力消纳的电源规划方法，实现系统安全与系能源消纳水平的同步提高。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种新能源富集电网电源规划方法及系统，其能有效提升电力系统安全运行水平。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种新能源富集电网电源规划方法，其包括：第一阶段规划处理和第二阶段规划处理；所述第一阶段规划处理是基于电力系统安全稳定运行为前提的电源规划方法：基于规划网架结构，将线路或断面潮流最大作为优化目标，满足电压、频率运行约束条件，对网络元件进行N-1，N-2稳定校核，形成满足电力系统安全稳定要求的电源规划方案；所述第二阶段规划处理是在第一阶段电源规划成立的基础上，通过建立各类电源等效替代关系，对电源布局规划中不同类型电源的配置位置及配置数量进行优化，然后针对所选电源布局规划方案，以运行成本最小为目标函数，以资源约束、负荷需求及机组出力特性、运行成本特征为边界约束，进行电力电量平衡机新能源消纳水平分析，形成最优的布局方案。

进一步，所述第一阶段规划处理的电源规划方法包括以下步骤：

10.1)基于预先选定的运行方式，设置新能源开机出力水平和负荷水平；

10.2)提升线路或断面潮流；

10.3)设定约束条件，对全网N-1、N-2进行故障扫描；

10.4)判断，是否出现电压或频率越限情况；若出现，则对电压薄弱点进行分电压等级排序，进入步骤10.5)，并优先对高电压等级电网中的电压薄弱节点新增规划电源，分析能源禀赋、建设运行成本，以低成本为最优；

若未出现，则将线路或断面潮流提升5％，直至区外受电达到最大限值，线路或断面潮流无法上涨，输出电源规划方案；

10.5)薄弱点电源规划，根据扫描存在的问题类别，若是单纯的电压越限的问题，则优先规划动态无功设备；若是仅出现频率越限，或电压与频率同时越限的问题，则在薄弱点优先规划具有转动惯量的水电、光热、火电以及核电电源；

10.6)结合资源量、电源实际接入系统情况、机组自身调节特性进行横向对比，以故障后稳态电压恢复水平和系统频率偏差作为校核标准，建立各电源替代关系，形成包含规划电源的新电网系统，返回步骤10.3)；

10.7)根据电源替代关系，以清洁能源优先、低造价成本优先，在满足系统稳定要求的情况下选取结果最优的电源规划方案。

进一步，所述步骤10.2)中，根据目标年电网情况，基于预设的运行方式安排并按照设定原则优化区域内线路和断面的输电能力。