[发明专利]地区主、配电网多层次新能源协同电网接纳能力计算方法和系统

说明书

地区主、配电网多层次新能源协同电网接纳能力计算方法和系统，所述方法包括：获取并分析主、配电网多层次新能源协同电网参数和负荷特性；以失负荷率和弃风弃光率最小为目标，建立地区主、配电网多层次新能源协同电网接纳能力分析模型；基于所述参数和负荷特性，对所建立的模型，设置考虑协同电网跨区电力交换、系统调峰与备用容量的约束条件；采用改进的粒子群算法求解所述约束条件下的协同电网接纳能力分析模型，得到地区主、配电网多层次新能源协同电网接纳能力。本发明提出地区主、配电网多层次新能源协同电网接纳能力分析模型，同时考虑跨区电力交换及系统调峰、备用容量等约束，实现了更全面的电网接纳能力计算。

技术领域

本发明属于电网接纳能力研究技术领域，涉及地区主、配电网多层次新能源协同电网接纳能力计算方法和系统。

背景技术

近年来，我国的新能源产业一直在迅速发展，而新能源产业规模的增长可以从新能源发电量以及装机容量很好地体现出来。截止到2021年，风电装机容量约3.3亿KW，风力发电已然成为我国第三大电力来源；同时光伏发展与前几年相比大有起色，光伏总装机容量已超过3.1亿KW，总发电量也大幅提升。新能源提供的巨额发电量需要通过接入电网以及通过联络线外送来实现大范围的消纳，但是新能源发展仍然存在一些不平衡、不高效等问题。例如新能源装机分布完全不均衡，我国许多新能源基地都位于经济不发达地区，当前东北、西北、华北组成的“三北”地区，新能源装机容量占全国比例高达75％。而负荷却集中在东部沿海的经济发达地区，新能源装机分布与负荷呈逆向分布，负荷和发电在区域上难以匹配。除此之外，我国抽蓄、燃机等灵活调节电源比重低，“三北”地区灵活调节电源仅为新能源装机的17.9％，而常规机组存在着调节深度不足等灵活性上的劣势，在新能源大规模接入电网时只能通过调整新能源出力来维持电网的稳定。综上所述，新能源存在着严重的消纳困难问题，局部地区弃风弃光严重，消纳问题己成为制约新能源进一步发展的最大瓶颈。

目前针对电网的新能源接纳能力分析通常只局限于单独的配电网或主电网。其中，分布式电源以接入配电网运行为主，而配电网原本不是被设计成可大规模接入发电单元的，分布式电源的接入从电能的生产、传输到分配环节都将对传统配电系统产生巨大的影响，尤其在电网的规划、设计、运行和经营方面。分布式电源接入对配电网的影响主要体现在潮流分布、稳态电压分布、电能质量、供电可靠性、保护配置、系统稳定性等方面。可能会给配电网带来一些诸如接入点处电压越限，线路载流量过大等不利影响；分布式电源的合理接入又能降低配电网网络损耗、支撑节点电压，进而改善电能质量，提高配电网的供电可靠性。

目前已有大量文献对配电网接纳分布式电源的能力开展广泛研究，在描述接纳能力时，大部分研究采用“分布式电源的最大准入容量(功率)”来直观地衡量，指的是在满足一定技术指标的前提下，系统所能接受的最大分布式电源容量；也有较多文献采用“分布式电源最大渗透率”、“分布式电源渗透率”的概念，其定义为分布式电源额定容量与负荷功率的比值，或者是分布式电源额定容量与配电变压器额定容量的比值。现有研究主要考虑配电网的各种安全运行约束条件，评估或计算配电网接纳分布式电源的能力，分析各种影响因素对分布式电源接纳能力的制约，为提高配电网接纳分布式电源的能力提供理论依据。

对于新能源富集的大规模新能源并网地区，其对主电网产生的严重影响也不能忽视，例如，电网调峰能力的大小对电力系统的调度和规划的影响；引发调频能力、网络约束、静态电压稳定、暂态稳定等多个电力系统运行安全与稳定方面的问题。这些问题都已成为制约新能源发展的主要阻力。例如，新能源的出力波动性以及常规机组的调节能力制约了电网的调峰能力；风电、光伏机组的频率耐受性能也限制了新能源的规模化并网；系统的运行方式包括负荷特性以及电压水平，和扰动方式(故障类型)构成了电压稳定的约束。同时，新能源发电往往通过大功率电力电子变换器并网，电力电子装置可以增强系统的可控性、灵活性，也会给系统带来新的扰动，从而使次同步振荡问题变得更为复杂。