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一種區域電網風電發展的規劃方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201410139069.2

申請日:

2014.04.09

公開號:

CN103955862A

公開日:

2014.07.30

當前法律狀態:

駁回

有效性:

無權

法律詳情: 發明專利申請公布后的駁回IPC(主分類):G06Q 50/06申請公布日:20140730|||實質審查的生效IPC(主分類):G06Q 50/06申請日:20140409|||公開
IPC分類號: G06Q50/06(2012.01)I 主分類號: G06Q50/06
申請人: 國家電網公司; 中國電力科學研究院; 中電普瑞張北風電研究檢測有限公司; 中國循環經濟協會; 國網黑龍江省電力有限公司; 江蘇省電力公司
發明人: 李琰; 遲永寧; 李俊峰; 張佐巖; 魏林君; 李建鋒; 呂鳴鏑; 耿丹; 趙琳; 胡開元; 唐文倩; 王真; 張占奎; 白宏; 蘇媛媛
地址: 100031 北京市西城區西長安街86號
優先權:
專利代理機構: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271 代理人: 徐國文
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201410139069.2

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.04.17|||2014.08.27|||2014.07.30

法律狀態類型:

發明專利申請公布后的駁回|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明提供一種區域電網風電發展的規劃方法,包括以下步驟:建立多時空尺度的常規機組出力模型;建立常規機組出力特性表征方程;建立風電機組出力模型;建立基于多時空尺度的生產模擬計算模型;校核區域電網穩定性。本發明提供的區域電網風電發展的規劃方法,建立基于電力系統生產模擬的區域風電規劃模型,建立風電消納水平衡量指標。通過分析大規模風電并網后電力系統發、輸、用各個環節運行情況,分析地區風電出力與負荷的相關性和區域常規電源在不同季節的調峰能力,優化考慮安全約束的常規電源開機組合,開展電力系統生產模擬研究,在連續時間序列上分析了風電電量消納情況及常規電源運行情況。

權利要求書

權利要求書
1.  一種區域電網風電發展的規劃方法,其特征在于:所述方法包括以下步驟:
步驟1:建立多時空尺度的常規機組出力模型;
步驟2:建立常規機組出力特性表征方程;
步驟3:建立風電機組出力模型;
步驟4:建立基于多時空尺度的生產模擬計算模型;
步驟5:校核區域電網穩定性。

2.  根據權利要求1所述的區域電網風電發展的規劃方法,其特征在于:所述步驟1中,根據區域內電源類型及裝機情況,分析不同季節不同接入點的發電機組的發電能力和運行特性,建立多時空尺度的常規機組出力模型;所述常規機組出力模型包括火電機組出力模型和水電機組出力模型。

3.  根據權利要求2所述的區域電網風電發展的規劃方法,其特征在于:所述火電機組出力模型中,火力發電廠的供熱式火電機組包括背壓式熱電機組和抽氣式熱電機組;
(1)背壓式熱電機組工作特性如下:
Pi,tTHbp=Hi,tTHbp·CbiTHbp---(1)]]>
其中,和分別為第i臺背壓式熱電機組在t時段的發電功率和熱功率,為第i臺背壓式熱電機組的電-熱出力比值;
(2)抽氣式熱電機組工作特性如下:
Hi,tTHex·CbiTHexPi,tTHexPi,tTHex-Hi,tTHex·CviTHex---(2)]]>
其中,和分別為第i臺抽氣式熱電機組每增加一單位熱功率時相應的最低電功率增加值和最高電功率降低值,和為第i臺抽氣式熱電機組在t時段的發電功率和熱功率。

4.  根據權利要求2所述的區域電網風電發展的規劃方法,其特征在于:所述水電機組出力模型中,水電廠的水電機組包括徑流式水電機組和水庫式水電機組;
(1)徑流式水電機組的工作特性如下:
Pi,trSr·FLHr·Pi,trhΣi,t(Pi,trh·1)---(3)]]>
其中,為第i臺徑流式水電機組在t時段的發電功率,Sr為徑流式水電機組的裝機容 量,FLHr為水電滿發利用小時數,為第i臺徑流式水電機組在t時段的發電功率平均值,為第i臺徑流式水電機組在t時段的發電量;
(2)水庫式水電機組的工作特性如下:
Ws+Win-ΣtPtresr≥Ws+1WminWsWmax---(4)]]>
其中,Ws為水庫式水電機組本周初始可發電量,Win為水庫式水電機組本周流入的可發電量,為水庫式水電機組本周實際發電量,Ws+1為水庫式水電機組下周初始可發電量,Wmax和Wmin為水庫式水電機組的可發電量上下限。

5.  根據權利要求1所述的區域電網風電發展的規劃方法,其特征在于:所述2中,常規機組出力特性包括發電功率和啟停時間;常規機組出力特性表征方程如下:
(1)發電功率表征方程為:
Pimin≤Pi≤Pimax                               (5)
其中,Pi為第i臺發電機組的發電功率,和分別為第i臺發電機組的發電功率上下限;
(2)啟停時間表征方程為:
Ton≥Tminon,Toff≥Tminoff                         (6)
其中,Ton和Toff分別為發電機組啟動和停止時間,Tminon和Tminoff分別為發電機組啟動和停止時間下限值。

6.  根據權利要求1所述的區域電網風電發展的規劃方法,其特征在于:所述步驟3中,分析區域風資源、風電歷史出力特性、風電運行季節性特性和地域性特性,建立風電機組出力模型。

7.  根據權利要求6所述的區域電網風電發展的規劃方法,其特征在于:所述風電機組出力模型如下:
Pi,twindSwind·FLHw·Pi,twhΣi,t(Pi,twh·1)---(7)]]>
其中,為第i臺風電機組在t時段的發電功率,Swind為風電機組的裝機容量,FLHw 為風電滿發利用小時數,表示第i臺風電機組在t時段的發電功率平均值,所以為第i臺徑流式水電機組在t時段的發電量。

8.  根據權利要求1所述的區域電網風電發展的規劃方法,其特征在于:所述步驟4中,建立包含大規模風電的多時空尺度的生產模擬計算模型,過程如下:
生產模擬計算模型的目標函數是最大風電消納空間,有
max(Σt∈TΣi∈If(Pi,tG,Qi,tG,PtLoss,PtTrans,Pi,tLoad,Qi,tLoad))---(8)]]>
其中,T為總時間長度,I為區域電網元件總數,和分別為第i臺發電機組在t時段的出力和調節能力,為第i個有損耗元器件在t時段的損耗,為t時段區域電網的外送功率,和分別為第i個負荷在t時段的有功功率和負荷調節特性;
且滿足
Σi∈IPi,t-Σi∈IPi,tLoss=Σi∈IPi,tLoad+PtTrans---(9)]]>
其中,為t時段區域電網內所有發電機組的發電功率之和,為區域電網的網損,為t時段區域電網內的總負荷。

9.  根據權利要求1所述的區域電網風電發展的規劃方法,其特征在于:所述步驟5包括以下步驟:
步驟5-1:通過分析所述生產模擬計算模型,得到運行指標;所述運行指標包括常規機組運行指標、風電機組運行指標和區域電網運行經濟性指標;
所述常規機組運行指標包括火電機組利用小時數、火電機組啟停次數和費用和火電發電量;所述風電機組運行指標包括風電發電量、風電利用小時數和風電受阻電量,所述區域電網運行經濟性指標包括常規機組參與調峰補償費用、風電機組不同裝機容量對風電和火電運行的影響;
步驟5-2:通過所述生產模擬計算模型,進行風力發電可接納容量的計算;
步驟5-3:根據電網網架約束判斷各項運行指標是否合理,若合理,則計算結束,表明該區域電網具有穩定性,否則調整風電發展規劃后,重新進行區域電網生產模擬計算;
其中電網網架約束包括發電功率約束、潮流約束和電壓約束。

10.  根據權利要求9所述的區域電網風電發展的規劃方法,其特征在于:所述步驟5-2中,風力發電可接納容量由電網調峰容量決定,t時段的風力發電可接納容量的表達式如下:
PtWbal=PtSbal-PReserve-=PtG.real-PtG.low-PSpin-                 (10)
其中,為t時刻風力發電可接納容量,為t時刻區域電網的調峰容量,PReserve-為區域電網負的總備用容量,為t時刻區域電網發電負荷,為區域電網發電功率下限,PSpin-為區域電網負的負荷備用容量;
且有
PtSbal=PtG.real-PG.low                             (11)
PtG.real=PtLoad+PtTrans+PtLoss+KG×PG.open                   (12)
PReserve+=PSpin++PCont                            (13)
PReserve-=PSpin-                              (14)
PG.open=PG.max+PReserve+                          (15)
其中,為t時段區域電網的用電負荷,為區域電網的外送功率,為t時段區域電網的網損,KG為平均廠用電率,PG.open為區域電網的開機容量,PReserve+為區域電網正的總備用容量,PSpin+為區域電網正的負荷備用容量,PCont為區域電網事故備用容量,PG.max為區域電網的最大發電負荷。

關 鍵 詞:
一種 區域 電網 發展 規劃 方法
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