本發(fā)明涉及一種基于電壓安全的光伏接納能力評(píng)估方法。

背景技術(shù)：

隨著新能源和光伏為主的新能源技術(shù)的不斷進(jìn)步，配電系統(tǒng)中新能源-特別是光伏的裝機(jī)比例逐年提升，部分地區(qū)新能源裝機(jī)比例已達(dá)5％～10％，成為重要的補(bǔ)充能源與替代能源，個(gè)別地區(qū)新能源甚至已經(jīng)達(dá)到20％，成為主流能源。雖然風(fēng)光等能源是清潔能源，但是由于新能源發(fā)電具有隨機(jī)性和間歇性，新能源并網(wǎng)運(yùn)行對(duì)電網(wǎng)的影響程度與裝機(jī)容量所占電網(wǎng)容量的比例有關(guān)。據(jù)丹麥專(zhuān)家分析，新能源比例低于10％對(duì)電網(wǎng)不會(huì)構(gòu)成危險(xiǎn)。德國(guó)也曾提出過(guò)，新能源并入人口稀少地區(qū)的電網(wǎng)可能受到容量的潛在限制。新能源容量與電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度的原則是由穩(wěn)定運(yùn)行下的電能質(zhì)量、最小線路損失和暫態(tài)穩(wěn)定性等因素決定。當(dāng)新能源容量占電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度容量的5％以下時(shí)，一般無(wú)需考慮控制系統(tǒng)，當(dāng)超過(guò)5％時(shí)，應(yīng)與電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)協(xié)商解決。近年我國(guó)的新能源事業(yè)發(fā)展較快，全國(guó)人大于2006通過(guò)并實(shí)行的《可再生能源法》極大地促進(jìn)了我國(guó)新能源事業(yè)的發(fā)展。在新能源功率水平不斷提高的系統(tǒng)中，如何處理電網(wǎng)運(yùn)行中的特殊情況(如突然的電壓降落)成為亟需解決的難點(diǎn)和重點(diǎn)問(wèn)題。

新能源具有很強(qiáng)的隨機(jī)性和間歇性，新能源出力波動(dòng)性較大，將導(dǎo)致電網(wǎng)運(yùn)行中的一系列新的問(wèn)題。這將導(dǎo)致電網(wǎng)運(yùn)行方式存在多變性，從而引發(fā)電網(wǎng)中一系列新的安全穩(wěn)定問(wèn)題。

針對(duì)新能源并網(wǎng)面臨的問(wèn)題，我們開(kāi)展了新能源入網(wǎng)安評(píng)、大規(guī)模光伏入網(wǎng)的電網(wǎng)理論分析計(jì)算等方面的工作，通過(guò)項(xiàng)目達(dá)成在當(dāng)前的電網(wǎng)運(yùn)行方式下，結(jié)合光伏接入信息，進(jìn)行電網(wǎng)光伏最大接納能力評(píng)估。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于電壓安全的光伏接納能力評(píng)估方法。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，基于電壓安全的光伏接納能力評(píng)估方法，包括以下步驟：

(1)首先進(jìn)行離線電網(wǎng)模型和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備和檢查工作，根據(jù)電網(wǎng)的實(shí)際情況，以及基于bpa數(shù)據(jù)進(jìn)行電網(wǎng)模型檢查、整理，和vsat電網(wǎng)模型建模；

(2)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)提供的資料等進(jìn)行光伏聚類(lèi)建模；

(3)結(jié)合電網(wǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行安全標(biāo)準(zhǔn)定義；

(4)psat與bpa離線計(jì)算結(jié)果進(jìn)行潮流及暫態(tài)計(jì)算結(jié)果對(duì)比，保證在相同模型條件下的結(jié)果一致性；

(5)通過(guò)暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算校驗(yàn)電壓穩(wěn)定分析的計(jì)算結(jié)果；從而保證電壓穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性；

(6)基于光伏聚類(lèi)建模結(jié)果進(jìn)行基于電壓安全的光伏最大接納能力評(píng)估。

功率傳輸極限是指系統(tǒng)從原始運(yùn)行點(diǎn)沿某個(gè)指定的功率傳輸方向在滿(mǎn)足電壓安全標(biāo)準(zhǔn)的前提下最多可以增加多少傳輸功率，即可用它來(lái)確定系統(tǒng)在特定的功率傳輸方向上的安全運(yùn)行范圍。功率傳輸?shù)脑黾涌捎韶?fù)荷和發(fā)電變化的任意組合來(lái)設(shè)定。

假定一個(gè)系統(tǒng)有兩個(gè)發(fā)電地區(qū)g1和g2以及一個(gè)負(fù)荷地區(qū)l1。當(dāng)l1增加時(shí)，我們可以指定僅由g1增加相應(yīng)的出力，這時(shí)的功率傳輸方向即為g1到l1，g1稱(chēng)之為“源”(source)，而l1稱(chēng)之為“匯”(sink)，g1最多可以安全地(即不破壞安全標(biāo)準(zhǔn)情況下)增加多少出力即確定功率傳輸方向g1到l1的安全運(yùn)行范圍。

同樣，也可以把g2作為“源”，來(lái)研究g2到l1的安全運(yùn)行范圍。另外，同時(shí)指定g1和g2為“源”，但二者按固定的比例(如g1占60％+g2占40％等)增加出力并向l1傳送功率。

每個(gè)功率傳輸?shù)陌踩秶伎捎脳l狀圖來(lái)顯示。這些條狀圖表示的意義為，假設(shè)g1可以提供800mw的附加負(fù)荷(g2保持恒定)，g2可以提供600mw附加負(fù)荷(g1保持恒定)，而g1和g2一起(大約60/40的比例)可提供700mw附加負(fù)荷。

本發(fā)明的有益效果是：

從理論分析著手，在實(shí)際調(diào)研的基礎(chǔ)上，提出了分布電源并網(wǎng)的消納能力和運(yùn)行要求，通過(guò)進(jìn)一步分析配電網(wǎng)接納分布式電源的影響、問(wèn)題以及挑戰(zhàn)，最終提出了配電網(wǎng)接納分布式電源的最大消納能水平，并給出了對(duì)配電網(wǎng)規(guī)劃優(yōu)化的建議。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的九節(jié)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)示意圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例的九節(jié)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)pv曲線示意圖。

具體實(shí)施方式

本實(shí)施例選取電力軟件經(jīng)典測(cè)試模式-三機(jī)九節(jié)點(diǎn)模型，應(yīng)用vsat仿真進(jìn)行消納和電壓研究，以確定仿真軟件應(yīng)用的合理性。

選取電力軟件經(jīng)典測(cè)試模式-三機(jī)九節(jié)點(diǎn)模型，應(yīng)用vsat仿真進(jìn)行消納和電壓研究，以確定仿真軟件應(yīng)用的合理性。

三機(jī)九節(jié)點(diǎn)電網(wǎng)模型

如圖1示，vsat仿真中，電廠g1為平衡節(jié)點(diǎn)，g2\g3設(shè)為新能源電站，新能源出力按穩(wěn)定幅值增加，通過(guò)軟件仿真可得隨出力增加的pv曲線(圖2)。

可以看出，仿真中隨g2/g3出力增加，監(jiān)測(cè)點(diǎn)1起始電壓幅值由1.012pu逐步增加至1.016pu，之后隨九節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)能力達(dá)到頂峰，電壓呈先緩后快的跌落趨勢(shì)，直至電壓安全極限，對(duì)應(yīng)的g2/g3出力達(dá)到197mw，此時(shí)平衡節(jié)點(diǎn)出力為51mw，評(píng)定系統(tǒng)最大接納g2/g3出力為197mw。

九節(jié)點(diǎn)電網(wǎng)作為理想模型，各節(jié)點(diǎn)初始及運(yùn)行均設(shè)置為最合理狀況，節(jié)點(diǎn)電壓主要受固化電網(wǎng)模型參數(shù)、節(jié)點(diǎn)無(wú)功補(bǔ)償配置和電源出力功率因數(shù)變化的影響。

以上所述的本發(fā)明實(shí)施方式，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。任何在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于電壓安全的光伏接納能力評(píng)估方法。該方法從理論分析著手，在實(shí)際調(diào)研的基礎(chǔ)上，提出了分布電源并網(wǎng)的消納能力和運(yùn)行要求，通過(guò)進(jìn)一步分析配電網(wǎng)接納分布式電源的影響、問(wèn)題以及挑戰(zhàn)，最終提出了配電網(wǎng)接納分布式電源的最大消納能水平，并給出了對(duì)配電網(wǎng)規(guī)劃優(yōu)化的建議。

技術(shù)研發(fā)人員：蔣從偉;吳斌;吳仲超;張健;段傳科;尹曉峰;楊曉艷;任衛(wèi)明;李奇;馮飛波;曹飛;閆興德;劉同同
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司蚌埠供電公司;國(guó)家電網(wǎng)公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.27
技術(shù)公布日：2017.10.17