本發(fā)明涉及電網運行，尤其是指一種基于主配微協(xié)同運行的新能源承載力計算方法及系統(tǒng)。

背景技術：

1、微電網是指由分布式能源、儲能裝置、能量轉換裝置等組成的小型發(fā)配電系統(tǒng)。隨著能源轉型的持續(xù)加速，微電網的規(guī)劃設計、運行控制、建模仿真等關鍵技術日趨成熟，儲能、光伏等關鍵設備成本持續(xù)下降。作為規(guī)模化分布式新能源高效就近消納的有效手段，微電網呈現(xiàn)大規(guī)模發(fā)展態(tài)勢，滲透率逐步提高。

2、電網系統(tǒng)中的新能源承載力評估，旨在綜合分析最大發(fā)電量和電網的穩(wěn)定運行能力，用于優(yōu)化能源分配，確保電網在接納更多新能源發(fā)電方式的同時維持安全和穩(wěn)定。

3、現(xiàn)有的新能源承載力評估僅針對單獨主網系統(tǒng)、單獨配網系統(tǒng)和主配協(xié)同系統(tǒng)進行分析測算。微電網目前多為處于高海拔、海島、邊遠地區(qū)或無電地區(qū)的獨立型系統(tǒng)，因而缺少微電網與主網、配網協(xié)同運行下的承載力測算和最優(yōu)承載容量評估。

技術實現(xiàn)思路

1、為此，本發(fā)明所要解決的技術問題在于克服現(xiàn)有技術中缺少主配微協(xié)同運行下的新能源承載力評估這一技術難點，提供一種基于主配微協(xié)同運行的新能源承載力計算方法及系統(tǒng)，在分析源網荷儲組成的微電網與主網、配網交互運行特征的基礎上建立新能源接入承載力的計算和評估。

2、第一方面，為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種基于主配微協(xié)同運行的新能源承載力計算方法，其包括：

3、輸入各層級電網的基礎數(shù)據(jù)；獲取第一層級電網的可開放容量總量；

4、根據(jù)所述基礎數(shù)據(jù)對所述可開放容量總量進行逐級分配，得到第一層級電網的下層的各個層級電網分配得到的可開放容量分量；

5、通過匯總模型，由下層級電網向上層級電網逐級匯總，得到上層級電網的總裝機容量；

6、根據(jù)目標層級電網的可開放容量分量對總裝機容量進行校核，根據(jù)校核結果修正獲得所述目標層級電網的第一承載力數(shù)據(jù)；

7、根據(jù)判斷指標確定是否所述目標層級電網存在微電網參與協(xié)同運行，其中，所述判斷指標包括源荷匹配度，以及全年電源發(fā)電量在全年負荷電量中的占比；

8、在確定所述目標層級電網存在微電網參與協(xié)同運行的情況下，獲得微電網對配電網的承載力提升值，基于所述承載力提升值修正所述第一承載力數(shù)據(jù)，得到基于主配微協(xié)同運行的新能源承載力。

9、在本發(fā)明的一個實施例中，所述獲取第一層級電網的可開放容量總量包括：

10、根據(jù)機組啟動成本和機組運行成本創(chuàng)建第一目標函數(shù)，所述第一目標函數(shù)用于計算所述可開放容量總量；

11、根據(jù)指令對所述第一目標函數(shù)建立第一約束條件，其中，所述第一約束條件包括下列至少之一：機組最小開停機約束、系統(tǒng)有功功率平衡約束、機組出力約束、機組爬坡約束、線路容量約束和系統(tǒng)旋轉備用約束；

12、根據(jù)所述第一目標函數(shù)和所述第一約束條件，計算所述可開放容量總量。

13、在本發(fā)明的一個實施例中，根據(jù)所述基礎數(shù)據(jù)對所述可開放容量總量進行逐級分配，包括：

14、由下層級電網對應的基礎數(shù)據(jù)加權求和計算/確定分配系數(shù)；

15、通過所述分配系數(shù)獲取下層級電網相較于上層級電網的可開放容量的占比；

16、根據(jù)所述占比將所述上層級電網的可開放容量分配到相鄰下層級電網。

17、在本發(fā)明的一個實施例中，由下層級電網對應的基礎數(shù)據(jù)加權求和計算/確定分配系數(shù)，其中，所述下層級電網對應的所述基礎數(shù)據(jù)包括裝機現(xiàn)狀、資源稟賦、可開發(fā)能力，區(qū)域負荷水平和靈活性可調節(jié)資源水平。

18、在本發(fā)明的一個實施例中，通過匯總模型，由下層級電網向上層級電網逐級匯總，得到上層級電網的總裝機容量包括：

19、根據(jù)電網接入節(jié)點的設備裝機容量創(chuàng)建第二目標函數(shù)如下式，

20、；

21、其中，為計算場景的集合；為接入光伏的節(jié)點位置的集合；表示節(jié)點i在m場景下接入光伏設備的裝機容量。

22、在本發(fā)明的一個實施例中，根據(jù)指令對所述第二目標函數(shù)建立第二約束條件，其中，所述第二約束條件包括潮流約束、電壓偏差約束、熱穩(wěn)定約束、正向負載率約束、反向負載率約束、短路電流約束、諧波約束和棄光率約束。

23、在本發(fā)明的一個實施例中，根據(jù)校核結果修正獲得所述目標層級電網的第一承載力數(shù)據(jù)包括：

24、根據(jù)所述校核結果調整逐級分配過程；

25、迭代優(yōu)化直至獲得所述第一承載力數(shù)據(jù)。

26、在本發(fā)明的一個實施例中，根據(jù)判斷指標確定是否所述目標層級電網存在微電網參與協(xié)同運行包括：

27、獲取所述源荷匹配度，其中，所述源荷匹配度設置為時段內新能源出力變化率和新能源負荷變化率的平均一致性；

28、所述源荷匹配度和所述全年電源發(fā)電量在全年負荷電量中的占比二者超過預設閾值，確定存在微電網參與協(xié)同運行。

29、在本發(fā)明的一個實施例中，獲得微電網對配電網的承載力提升值包括：

30、確定功率約束，其中，所述功率約束包括，微電網與配電網間聯(lián)絡線的交互功率在上下限之間，以及，不同微電網之間聯(lián)絡線的交互功率在上下限之間，以及，負荷的實時功率、微電網的光伏出力功率、微電網的風電出力功率三者間的功率平衡；

31、在所述功率約束下，根據(jù)所述微電網的光伏出力功率與所述微電網的風電出力功率的總和與所述負荷的實時功率的差值計算/確定所述承載力提升值。

32、第二方面，本發(fā)明還提供一種基于主配微協(xié)同運行的新能源承載力計算系統(tǒng)，其包括：數(shù)據(jù)處理模塊、校核模塊和評估輸出模塊；

33、所述數(shù)據(jù)處理模塊，用于獲取各層級電網的基礎數(shù)據(jù)，并得到目標層級電網的可開放容量分量和總裝機容量；

34、所述校核模塊，用于得到所述目標層級電網的第一承載力數(shù)據(jù)；

35、所述評估輸出模塊，用于獲取微電網對配電網的承載力提升值并輸出新能源承載力結果。

36、本發(fā)明的上述技術方案相比現(xiàn)有技術具有以下有益效果：

37、本發(fā)明在分析源網荷儲組成的微電網與主網、配網交互運行特征的基礎上，建立分變電站、主變、饋線、配變維度的新能源接入承載力計算方法，分區(qū)域層級維度的新能源接入承載力計算方法。提供新能源在途狀態(tài)下接入點及容量的定性定量分析，為項目規(guī)劃與建設等工作提供決策支持和數(shù)據(jù)參考。

38、本發(fā)明所得到的新能源承載力數(shù)據(jù)準確性更高，能夠針對主配微協(xié)同運行的電網實現(xiàn)有序的接入管理；減少由于新能源集中接入導致的過電壓、重過載等現(xiàn)象，優(yōu)化資源配置。

技術特征：

1.一種基于主配微協(xié)同運行的新能源承載力計算方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于主配微協(xié)同運行的新能源承載力計算方法，其特征在于，所述獲取第一層級電網的可開放容量總量包括：

3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于主配微協(xié)同運行的新能源承載力計算方法，其特征在于，根據(jù)所述基礎數(shù)據(jù)對所述可開放容量總量進行逐級分配，包括：

4.根據(jù)權利要求3所述的一種基于主配微協(xié)同運行的新能源承載力計算方法，其特征在于，由下層級電網對應的基礎數(shù)據(jù)加權求和計算/確定分配系數(shù)，其中，所述下層級電網對應的所述基礎數(shù)據(jù)包括裝機現(xiàn)狀、資源稟賦、可開發(fā)能力，區(qū)域負荷水平和靈活性可調節(jié)資源水平。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種基于主配微協(xié)同運行的新能源承載力計算方法，其特征在于，通過匯總模型，由下層級電網向上層級電網逐級匯總，得到上層級電網的總裝機容量包括：

6.根據(jù)權利要求5所述的一種基于主配微協(xié)同運行的新能源承載力計算方法，其特征在于，根據(jù)指令對所述第二目標函數(shù)建立第二約束條件，其中，所述第二約束條件包括潮流約束、電壓偏差約束、熱穩(wěn)定約束、正向負載率約束、反向負載率約束、短路電流約束、諧波約束和棄光率約束。

7.根據(jù)權利要求1所述的一種基于主配微協(xié)同運行的新能源承載力計算方法，其特征在于，根據(jù)校核結果修正獲得所述目標層級電網的第一承載力數(shù)據(jù)包括：

8.根據(jù)權利要求1所述的一種基于主配微協(xié)同運行的新能源承載力計算方法，其特征在于，根據(jù)判斷指標確定是否所述目標層級電網存在微電網參與協(xié)同運行包括：

9.根據(jù)權利要求1所述的一種基于主配微協(xié)同運行的新能源承載力計算方法，其特征在于，獲得微電網對配電網的承載力提升值包括：

10.一種基于主配微協(xié)同運行的新能源承載力計算系統(tǒng)，其特征在于，包括：數(shù)據(jù)處理模塊、校核模塊和評估輸出模塊；

技術總結
本發(fā)明涉及一種基于主配微協(xié)同運行的新能源承載力計算方法及系統(tǒng)。通過目標層級電網的可開放容量分量和總裝機容量相互校核，獲得第一承載力數(shù)據(jù)；再根據(jù)判斷指標確定是否存在微電網參與協(xié)同運行，在確定目標層級電網存在微電網參與協(xié)同運行的情況下，獲得微電網對配電網的承載力提升值，基于承載力提升值修正第一承載力數(shù)據(jù)，得到新能源承載力。本發(fā)明建立分變電站、主變、饋線、配變維度的新能源接入承載力計算方法，分區(qū)域層級維度的新能源接入承載力計算方法。提供新能源在途狀態(tài)下接入點及容量的定性定量分析，為項目規(guī)劃與建設等工作提供決策支持和數(shù)據(jù)參考。

技術研發(fā)人員：王喆,蔣一博,朱嬋霞,陳倩,孫志凰,周佳偉,鄒風華,韓四維,殷俊平
受保護的技術使用者：國網（蘇州）城市能源研究院有限責任公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/19