一种电源装机容量与外受电最优比例的确定方法技术

本发明专利技术提供了一种电源装机容量与外受电最优比例的确定方法，包括：S1、根据电网发展规划获得远景年负荷的预测；S2、以受端电网内所有发电机组的发电燃料总耗量最小为目标函数；S3、结合有功功率平衡约束、无功功率平衡约束、有功电源出力约束、无功电源出力约束、电压约束构造约束条件；S4、进行N‑1校验以及暂态稳定校验；S5、利用粒子群算法求解受端电网电源装机容量和外电容量最优比例。本发明专利技术通过数学建模与数值仿真相结合的手段求得外受电最优比例，保证了电网的安全稳定运行以及供电需求，平衡了安全稳定性与经济性之间的关系，使综合指标取得最优。

【技术实现步骤摘要】
一种电源装机容量与外受电最优比例的确定方法
本专利技术涉及供电
，特别是一种电源装机容量与外受电最优比例的确定方法。
技术介绍
山东电网目前亟待提高外受电比例，一方面是迫于电力供需缺口，另一方面则是出于减少大气排放的考虑。但外受电比例的增大，虽然可以减缓用电缺口，减少省内废气排放，但进一步提高将会增大山东省电网与大系统的故障风险，过于依靠进而受制于华北、华东、华中电网的供电和安全稳定限制。同时，对于本省的经济发展缺乏足够的刺激力度，电价上涨的可能性将增大。随着“外电入鲁”工程的逐步推进，山东电力缺口逐步减少甚至转为盈余，省内煤电机组年平均利用小时数也将下降至4000小时以下。为保证“外电入鲁”及省内煤电效益，应优化控制省内煤电机组建设。从技术角度来看，如果外受电比例过高，外部电源送入过分集中，容易发生频率稳定问题；如果电网缺乏足够的电压支撑，电网自身平衡能力将会减弱，无功、电压支撑趋势恶化，可能引发电压崩溃。需要加强负荷中心必要的电源建设，增大电压稳定储备。坚持负荷中心电源点建设和外受电容量增长并重的举措来应对负荷增长。入鲁外电与省内电源装机容量需要保持适当比例以保证电网安全稳定运行和供电需求，而最优比例和最佳平衡点的寻找则是为了追求安全稳定性和经济性的平衡点，使综合指标取得最优。因此，探寻一种电源装机容量与外受电最优比例的确定方法具有较高的实用价值和应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电源装机容量与外受电最优比例的确定方法，旨在解决现有技术中无法精确设置外受电比例的问题，实现外受电最优比例的计算，保证电网的安全稳定运行以及供电需求。为达到上述技术目的，本专利技术提供了一种电源装机容量与外受电最优比例的确定方法，所述方法包括以下操作：S1、根据电网发展规划获得远景年负荷的预测；S2、以受端电网内所有发电机组的发电燃料总耗量最小为目标函数；S3、结合有功功率平衡约束、无功功率平衡约束、有功电源出力约束、无功电源出力约束、电压约束构造约束条件；S4、进行N-1校验以及暂态稳定校验；S5、利用粒子群算法求解受端电网电源装机容量和外电容量最优比例。优选地，所述远景年负荷的预测采用参数化方法或人工智能方法；所述参数化方法包括回归预测、时间序列以及灰色理论；所述人工智能方法包括神经网络和动态模糊综合评价。优选地，所述目标函数为：式中，SG为所有机组集合；f(PGi)＝aiP2Gi+biPGi+ci，ai，bi和ci是机组Gi的耗量系数；PGi为机组Gi发出的有功功率。优选地，所述有功功率平衡约束条件为：式中，n为受端电网总节点数；PLi为节点i的负荷有功功率；Ui和θi分别为节点i的电压幅值和相角；θij＝θi-θj；Gij和Bij为导纳阵第i行第j列元素的实部和虚部；为节点i和外受电通道k的连接关系，若直接相连，则否则，PTk为外受通道k的输送功率，-PTKmax≤PTk≤PTKmax，PTkmax为通道k的热稳定极限，该数值由外受电通道的线路参数决定，若为正，则外部电网向该受端电网输送有功功率；若为负，则该受端电网向外部电网输送有功功率。优选地，所述无功平衡约束条件为：式中，QGi为节点i的无功源发出的无功；QLi节点i的负荷无功功率。优选地，所述有功电源出力约束条件为：PGimin≤PGi≤PGimax式中，PGimax和PGimin为节点i所连发电机发出的有功功率上下限。优选地，所述无功电源出力约束条件为：QGimin≤QGi≤QGimax式中，QGimax和QGimin为节点i所连发电机发出的有功功率上下限。优选地，所述电压约束条件为：Uimin≤Ui≤Uimax式中，Uimax和Uimin为节点i电压值上下限。优选地，所述受端电网电源装机容量和外电容量最优比例计算公式为：
技术实现思路
中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是专利技术所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：与现有技术相比，本专利技术通过提出受端电网最优外受电比例的计算模型，包括最优潮流目标函数和最优潮流约束条件。受端电网的最优潮流模型是以受端电网内所有发电机组的发电燃料总耗量最小为目标函数，并结合有功功率平衡约束、无功功率平衡约束、有功电源出力约束、无功电源出力约束、电压约束构造，并对最优潮流的可行解进行“N-1”校验和暂态稳定校验，最后通过粒子群算法进行算法求解，获得外受电的最优比例。通过数学建模与数值仿真相结合的手段求得外受电最优比例，保证了电网的安全稳定运行以及供电需求，平衡了安全稳定性与经济性之间的关系，使综合指标取得最优。附图说明图1为本专利技术实施例中所提供的一种电源装机容量与外受电最优比例的确定方法流程图。具体实施方式为了能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本专利技术进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本专利技术的不同结构。为了简化本专利技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本专利技术可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本专利技术省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本专利技术。下面结合附图对本专利技术实施例所提供的一种电源装机容量与外受电最优比例的确定方法进行详细说明。如图1所示，本专利技术实施例公开了一种电源装机容量与外受电最优比例的确定方法，所述方法包括以下操作：S1、根据电网发展规划获得远景年负荷的预测；S2、以受端电网内所有发电机组的发电燃料总耗量最小为目标函数；S3、结合有功功率平衡约束、无功功率平衡约束、有功电源出力约束、无功电源出力约束、电压约束构造约束条件；S4、进行N-1校验以及暂态稳定校验；S5、利用粒子群算法求解受端电网电源装机容量和外电容量最优比例。本专利技术提出特高压交直流受端电网最优外受电比例的计算模型，包括最优潮流目标函数和最优潮流约束条件。受端电网的最优潮流模型是以受端电网内所有发电机组的发电燃料总耗量最小为目标函数，并结合有功功率平衡约束、无功功率平衡约束、有功电源出力约束、无功电源出力约束、电压约束，并对最优潮流的可行解进行“N-1”校验和暂态稳定校验。由于外受电比例过高容易引起系统故障风险，因此在探究电源装机容量与外受电最优比例时，需要保证电网安全稳定的运行。对于交流系统单一故障、重要同杆并架交流输电线路发生异名相故障跳双回线路、直流附加控制等常见典型故障，需要建立有效的故障排查、解决方案，为外受电的稳定运行提供前提条件。根据电网发展规划获得远景年负荷的预测，并在优化电网安全运行方式的约束下，寻找电源装机容量和外受电的最优比例和最佳平衡点。对于远景年负荷的预测，包括两种方法：参数化方法和人工智能方法，其中人工智能方法包括神经网络和动态模糊综合评价。参数化方法包括三大类：回归预测、时间序列以及灰色理论。参数化方法根据影响负荷的因素，通过建立数学模型，用统计学方法量化模型参数，最后基于历史负荷数据，得到负荷预测曲线。以受端电网内所有发电机组的发电燃料总耗量最小为目标，构建目标函数：式中，SG为所有机组集合；f(PGi)＝aiP2Gi+biPGi+ci，ai，bi和ci是机组G本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电源装机容量与外受电最优比例的确定方法，其特征在于，所述方法包括以下操作：S1、根据电网发展规划获得远景年负荷的预测；S2、以受端电网内所有发电机组的发电燃料总耗量最小为目标函数；S3、结合有功功率平衡约束、无功功率平衡约束、有功电源出力约束、无功电源出力约束、电压约束构造约束条件；S4、进行N‑1校验以及暂态稳定校验；S5、利用粒子群算法求解受端电网电源装机容量和外电容量最优比例。

【技术特征摘要】
1.一种电源装机容量与外受电最优比例的确定方法，其特征在于，所述方法包括以下操作：S1、根据电网发展规划获得远景年负荷的预测；S2、以受端电网内所有发电机组的发电燃料总耗量最小为目标函数；S3、结合有功功率平衡约束、无功功率平衡约束、有功电源出力约束、无功电源出力约束、电压约束构造约束条件；S4、进行N-1校验以及暂态稳定校验；S5、利用粒子群算法求解受端电网电源装机容量和外电容量最优比例。2.根据权利要求1所述的一种电源装机容量与外受电最优比例的确定方法，其特征在于，所述远景年负荷的预测采用参数化方法或人工智能方法；所述参数化方法包括回归预测、时间序列以及灰色理论；所述人工智能方法包括神经网络和动态模糊综合评价。3.根据权利要求1所述的一种电源装机容量与外受电最优比例的确定方法，其特征在于，所述目标函数为：式中，SG为所有机组集合；f(PGi)＝aiP2Gi+biPGi+ci，ai，bi和ci是机组Gi的耗量系数；PGi为机组Gi发出的有功功率。4.根据权利要求1所述的一种电源装机容量与外受电最优比例的确定方法，其特征在于，所述有功功率平衡约束条件为：式中，n为受端电网总节点数；PLi为节点i的负荷有功功率；Ui和θi分别为节点i的电压幅值和相角；θij＝θi-θj；Gij和Bij为导纳阵第i行第j列元素的实部和虚部；为节点i和外受电通道k的连接关系...

【专利技术属性】
技术研发人员：田鑫，李雪亮，吴健，李琨，曾军，赵龙，王艳，郑志杰，张杰，牟宏，汪湲，高效海，张丽娜，张玉跃，付一木，魏鑫，袁振华，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司经济技术研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37