一種最大風(fēng)電并網(wǎng)容量獲取的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種最大風(fēng)電并網(wǎng)容量獲取的方法，包括S1建立能夠考慮調(diào)峰充裕性的最大風(fēng)電并網(wǎng)容量?jī)?yōu)化模型；模型中目標(biāo)函數(shù)是以系統(tǒng)并網(wǎng)風(fēng)電容量最大化為目標(biāo)，約束條件包括系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)有功功率平衡約束、系統(tǒng)的支路直流潮流有功功率約束、支路容量約束、常規(guī)發(fā)電機(jī)組出力約束、每天棄風(fēng)總量約束、切負(fù)荷概率和年切負(fù)荷期望約束，棄風(fēng)概率和年棄風(fēng)期望約束；S2將風(fēng)電接納優(yōu)化模型中的非線性方程轉(zhuǎn)換為線性方程，并獲得線性的最大風(fēng)電并網(wǎng)容量?jī)?yōu)化模型；S3根據(jù)獲取的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)數(shù)據(jù)、歷史風(fēng)電出力數(shù)據(jù)和所述線性的最大風(fēng)電并網(wǎng)容量?jī)?yōu)化模型獲得風(fēng)電并網(wǎng)的最大容量。本發(fā)明引入充裕性指標(biāo)約束對(duì)風(fēng)電并網(wǎng)容量進(jìn)行優(yōu)化，求出的最大風(fēng)電并網(wǎng)容量滿足調(diào)峰充裕性和發(fā)電充裕性的要求；將所建立模型中的非線性方程轉(zhuǎn)化為線性方程，顯著減少了計(jì)算時(shí)間。
【專利說(shuō)明】—種最大風(fēng)電并網(wǎng)容量獲取的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)的新能源領(lǐng)域，更具體地，涉及一種最大風(fēng)電并網(wǎng)容量獲取的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前計(jì)算最大風(fēng)電并網(wǎng)容量已經(jīng)得到廣泛的研究。主要分為四類:工程化方法、動(dòng)態(tài)仿真法、制約因素分析法、優(yōu)化法。工程化方法主要在早期計(jì)算中采用，由于其計(jì)算只能近似估算風(fēng)電最大并網(wǎng)容量，所以該方法比較片面和粗略。動(dòng)態(tài)仿真法一般針對(duì)電力系統(tǒng)可能出現(xiàn)的多種工況進(jìn)行數(shù)字仿真，這類方法根據(jù)風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)造成的電壓波動(dòng)、電能質(zhì)量等影響確定風(fēng)電并網(wǎng)容量極限，計(jì)算量較大。制約因素分析法考慮制約風(fēng)電最大并網(wǎng)容量的某類因素，比如以電壓穩(wěn)定為制約因素，通過(guò)P-V(有功-電壓)曲線來(lái)計(jì)算風(fēng)電最大并網(wǎng)容量，由于這種方法難以綜合考慮多種制約因素，所以在應(yīng)用上有很大局限。優(yōu)化法是近幾年廣泛采用的一種方法，該方法可以綜合考慮多個(gè)影響風(fēng)電并網(wǎng)的制約因素。這種方法是把電網(wǎng)能接納的風(fēng)電容量計(jì)算當(dāng)成是在求解帶約束條件限制的風(fēng)電裝機(jī)容量最大化的問(wèn)題，從而把問(wèn)題歸結(jié)為最優(yōu)問(wèn)題的求解。但是，目前的優(yōu)化方法，沒(méi)有在優(yōu)化過(guò)程中考慮系統(tǒng)的調(diào)峰充裕性和發(fā)電充裕性，使得計(jì)算得到的可并網(wǎng)的風(fēng)電容量不夠準(zhǔn)確。
[0003]目前在規(guī)劃風(fēng)電并網(wǎng)容量時(shí)，如果要考慮系統(tǒng)規(guī)劃的充裕性指標(biāo)，大多是結(jié)合蒙特卡羅模擬法來(lái)求取并網(wǎng)風(fēng)電的最大接入容量。該方法的流程如下:對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行抽樣，然后模擬逐小時(shí)的調(diào)度運(yùn)行，分別計(jì)算不同風(fēng)電裝機(jī)容量下的風(fēng)電出力時(shí)序數(shù)據(jù)，進(jìn)而統(tǒng)計(jì)各項(xiàng)充裕性指標(biāo)，如年發(fā)電不足概率，調(diào)峰不足概率等。之后以其中一項(xiàng)或多項(xiàng)指標(biāo)作為評(píng)判并網(wǎng)風(fēng)電接入容量的依據(jù)，選擇給定指標(biāo)下的風(fēng)電最大并網(wǎng)容量。這種方法是先假定風(fēng)電并網(wǎng)容量，再計(jì)算充裕性指標(biāo)，如果不能滿足電源規(guī)劃的充裕性要求，則要調(diào)整風(fēng)電并網(wǎng)容量后再進(jìn)行計(jì)算。如果每次調(diào)整風(fēng)電并網(wǎng)容量的步長(zhǎng)很小，雖然能夠得到較為精確的風(fēng)電出力時(shí)序曲線，但計(jì)算量特別大。而步長(zhǎng)過(guò)大則得到的風(fēng)電出力時(shí)序曲線只是一種粗略的估計(jì)，這樣最終求得的風(fēng)電最大并網(wǎng)容量精確性不高，且計(jì)算量很大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種獲取最大風(fēng)電并網(wǎng)容量的方法，旨在解決在規(guī)劃風(fēng)電并網(wǎng)容量時(shí)，無(wú)法在優(yōu)化過(guò)程中計(jì)及系統(tǒng)調(diào)峰充裕性和發(fā)電充裕性指標(biāo)約束，從而使得計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確，計(jì)算效率低的問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明提供了一種最大風(fēng)電并網(wǎng)容量獲取的方法，包括下述步驟:
[0006]S1:建立能夠考慮充裕性約束的最大風(fēng)電并網(wǎng)容量?jī)?yōu)化模型；
[0007]所述最大風(fēng)電并網(wǎng)容量?jī)?yōu)化模型中的目標(biāo)函數(shù)是以系統(tǒng)并網(wǎng)風(fēng)電容量最大化為目標(biāo)，所述目標(biāo)函數(shù)的約束條件包括系統(tǒng)運(yùn)行約束以及充裕性指標(biāo)約束；
[0008]所述的系統(tǒng)運(yùn)行約束包括系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)有功功率平衡約束、系統(tǒng)的支路直流潮流有功功率約束、支路容量約束、常規(guī)發(fā)電機(jī)組實(shí)際出力約束、每天棄風(fēng)總量約束；[0009]所述充裕性指標(biāo)的不等式約束包括切負(fù)荷概率和年切負(fù)荷期望約束，棄風(fēng)概率和年棄風(fēng)期望約束；
[0010]S2:將所述最大風(fēng)電并網(wǎng)容量?jī)?yōu)化模型中的非線性方程轉(zhuǎn)換為線性方程，并獲得線性的最大風(fēng)電并網(wǎng)容量?jī)?yōu)化模型；
[0011]S3:根據(jù)獲取的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)數(shù)據(jù)、歷史風(fēng)電出力數(shù)據(jù)和所述線性的最大風(fēng)電并網(wǎng)容量?jī)?yōu)化模型獲得最大風(fēng)電并網(wǎng)容量。
[0012]其中，步驟SI中所述系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)有功功率平衡方程約束為
【權(quán)利要求】
1.一種最大風(fēng)電并網(wǎng)容量獲取的方法，其特征在于，包括下述步驟: S1:建立能夠考慮充裕性約束的最大風(fēng)電并網(wǎng)容量?jī)?yōu)化模型； 所述最大風(fēng)電并網(wǎng)容量?jī)?yōu)化模型中的目標(biāo)函數(shù)是以系統(tǒng)并網(wǎng)風(fēng)電容量最大化為目標(biāo)，所述目標(biāo)函數(shù)的約束條件包括系統(tǒng)運(yùn)行約束以及充裕性指標(biāo)約束； 所述的系統(tǒng)運(yùn)行約束包括系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)有功功率平衡約束、系統(tǒng)的支路直流潮流有功功率約束、支路容量約束、常規(guī)發(fā)電機(jī)組實(shí)際出力約束、每天棄風(fēng)總量約束； 所述充裕性指標(biāo)的不等式約束包括切負(fù)荷概率和年切負(fù)荷期望約束，棄風(fēng)概率和年棄風(fēng)期望約束； S2:將所述最大風(fēng)電并網(wǎng)容量?jī)?yōu)化模型中的非線性方程轉(zhuǎn)換為線性方程，并獲得線性的最大風(fēng)電并網(wǎng)容量?jī)?yōu)化模型； S3:根據(jù)獲取的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)數(shù)據(jù)、歷史風(fēng)電出力數(shù)據(jù)和所述線性的最大風(fēng)電并網(wǎng)容量?jī)?yōu)化模型獲得最大風(fēng)電并網(wǎng)容量。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟SI中所述系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)有功功率平衡方程約束為
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述切負(fù)荷概率為
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述最大風(fēng)電并網(wǎng)容量?jī)?yōu)化模型包括目標(biāo)函數(shù)Max Pwn ;Pm為并網(wǎng)的風(fēng)電容量。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在步驟S2中所述線性的最大風(fēng)電并網(wǎng)容量?jī)?yōu)化模型包括: 非線性的節(jié)點(diǎn)有功功率平衡轉(zhuǎn)換為線性的節(jié)點(diǎn)有功功率平衡約束sxPl+ 8dj +uJJ+r1:1dj+wL ;其中‘，Krylwd,,?！?)’>心等價(jià)為如下三個(gè)線性不等式:O <^'?Λ?.Λι —% ; rdJ,, -rJjA-y'd,,)^rI,,,等價(jià)為如下三個(gè)線性不等式:O S '4, < Wilu ;< wd tJ}% ; Wdjj - wJ t ,(1- }%)< W^dlj < Wdj i ; r；；,為第d天t時(shí)刻的切負(fù)荷向量，元素記為，r:Uj為連續(xù)型變量，表示節(jié)點(diǎn)i在第d天t時(shí)刻的切負(fù)荷量「辦第(1天t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)i的切負(fù)荷量上限；為第d天t時(shí)刻切負(fù)荷操作的二進(jìn)制啟動(dòng)變量，任意節(jié)點(diǎn)在第d天t時(shí)刻存在切負(fù)荷現(xiàn)象時(shí)，34取值為1，否則，.)4取值為O w力第d天t時(shí)刻的棄風(fēng)向量，元素記為μ么,，為連續(xù)型變量，表示并網(wǎng)風(fēng)電在第d天t時(shí)刻的棄風(fēng)量；‘為第d天t時(shí)刻接入節(jié)點(diǎn)i的風(fēng)電的棄風(fēng)量上限為第d天t時(shí)刻棄風(fēng)操作的二進(jìn)制啟動(dòng)變量，并網(wǎng)風(fēng)電在第d天t時(shí)刻存在棄風(fēng)現(xiàn)象時(shí)，vj,取值為1，否則，C取值為O ;s為節(jié)點(diǎn)注入功率與支路有功潮流關(guān)聯(lián)矩陣，為第d天t時(shí)刻流過(guò)支路的有功功率向量，元素記為Pd, t, u，Pd,t,u為第d天t時(shí)刻流過(guò)支路1-j的有功功率；gd,t為常規(guī)電源在第d天t時(shí)刻的實(shí)際有功出力向量,元素記為gd,t,i，gd,t,i為接入節(jié)點(diǎn)i的常規(guī)電源在第d天t時(shí)刻的實(shí)際有功出力；ud,t為并網(wǎng)風(fēng)電在第d天t時(shí)刻的實(shí)際有功出力向量，元素記為Ud^為接入節(jié)點(diǎn)i的風(fēng)電在第d天t時(shí)刻的實(shí)際有功出力；ld,t為在第d天第t時(shí)刻的負(fù)荷量向量，元素記為Uw，Uu為第d天t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)i的負(fù)荷； 系統(tǒng)的支路直流潮流功率約束9 d,tj1- Θ djtjJ) = O ；pd,tjiJ為第d天t時(shí)刻流過(guò)支路1-j的有功功率；β ij為支路1-j的電納；Θ d.u和Θ d,t,j分別為節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j在第d天t時(shí)刻的電壓相角； 系統(tǒng)的支路容量約束:|p&;/卜I; Pdjtjij為第d天t時(shí)刻流過(guò)支路1-j的有功功率；為每條支路1-j能承受的有功功率上限； 常規(guī)發(fā)電機(jī)組出力約 束:； —gl為常規(guī)發(fā)電機(jī)組最大出力，Si為常規(guī)發(fā)電機(jī)組最小出力； 節(jié)點(diǎn)i棄風(fēng)量約束O ( Wdjtji ( Udjtji ；wdjtji為接入節(jié)點(diǎn)i的風(fēng)電在第d天第t時(shí)刻的棄風(fēng)量為接入節(jié)點(diǎn)i的風(fēng)電在第d天t時(shí)刻的實(shí)際有功出力； 系統(tǒng)在第d天的棄風(fēng)總量約束Wdjtji為第d天接入節(jié)點(diǎn)i的風(fēng)電在第



/..1 / It時(shí)刻的棄風(fēng)量，I為系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)的總數(shù)，a和b分別為每日棄風(fēng)總量的上限和下限；切負(fù)荷和棄風(fēng)的概率約束
【文檔編號(hào)】H02J3/38GK103986193SQ201410238916
【公開(kāi)日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】黎靜華, 賈雍, 蘭飛 申請(qǐng)人:廣西大學(xué)