本发明专利技术涉及一种高渗透率新能源接入的电网高频切机优化方法，所述方法包括，将高渗透率新能源接入高频切机方案，分析其适应度；提出基于高频切机方案的新能源与火电机组的协调切机原则；制定计及新能源的高频切机优化方案。该方法为高渗透率新能源接入频率安全提供了技术支撑；在传统高频切机方案的基础上进行改进，针对性强，易于操作。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种优化方法，具体涉及一种高渗透率新能源接入的电网高频切机优 化方法。
技术介绍
近年来，随着我国经济发展的不断加快，电力需求不断增长，而世界范围内的能源 紧张局面使得电力供需矛盾日益突出，开发利用新兴能源已经成为当前发展的必然趋势。 风力发电和光伏发电技术及其商业化应用的日趋成熟、发电成本的不断降低使得风光等新 能源成为电力系统内增长速度较快的新兴能源。 随着大规模风光新能源接入电网，风光电力本身固有的随机特性及惯性响应特 性，将会改变电网原有的潮流分布、线路传输功率及整个系统的惯量，这些因素都将对电网 的频率产生影响。大规模风电、光伏等新能源通过高压直流远距离大容量外送、消纳，是我 国新能源开发的主要模式。当外送直流发生闭锁故障，大量的冗余功率回馈至送端电网，如 风光接入的省级电网进一步发生与大区主网解列等连锁故障，将导致省级电网频率升高、 越限，威胁到电网安全。作为电网第三道防线中的高频切机是防御极端严重故障下高频危 害的重要手段。 目前，国内外对大规模风光火打捆高压直流外送下送端电网的高频切机方案研究 还较少，高压直流发生扰动带来的较大能量冲击以及高渗透率风光不同于火电机组的特 性，使得电网高频特性变得愈加复杂，高频切机方案的适应度分析以及改进等都有待进一 步探讨。基于已有研究成果，考虑我国风光火打捆高压直流外送等主要场景，聚焦风光新能 源的大规模、高渗透率及强随机性等重要特征，有待深化研究新能源接入下的高频切机方 案。
技术实现思路
为了弥补上述缺陷，本专利技术提出一种高渗透率新能源接入的电网高频切机优化方 法，基于我国高渗透率风光新能源打捆火电机组高压交直流外送的输电模式与场景，分析 传统高频切机方案对高渗透率新能源接入的适应性问题，提出将随机性风光纳入高频切机 的思路；并制定计及风光与传统水火电的多类型电源的高频切机方案。 本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的： -种高渗透率新能源接入的电网高频切机优化方法，所述方法包括， 步骤1 :将高渗透率新能源接入高频切机方案，分析其适应度； 步骤2 :提出基于高频切机方案的新能源与火电机组的协调切机原则； 步骤3 :制定计及新能源的高频切机优化方案。 优选的，所述步骤（1)分析适应度的方法包括以下步骤： 步骤1-1 :预估高渗透率新能源接入高频切机方案后发生的仿真故障，包括：直流 闭锁故障、风光电源接入内部各省级电网的高频故障和联络线解列故障； 步骤1-2 :基于PSD-BPA仿真平台，建立高渗透率新能源接入的电力系统仿真模 型，生成静态潮流计算结果和暂态稳定计算结果； 步骤1-3 :模拟故障发生后高频切机正常动作，按轮次切除部分火电机组； 步骤1-4 :分析火电机组优先于风光电源切除时所引发的状况，包括稳定性恶化、 二次扰动或切机代价增大。 进一步地，所述步骤（1-3)的约束条件包括： 暂态最低频率f_>49. 0Hz; 暂态最高频率f_〈51. 5Hz; 稳态频率 49. 5Hz彡K50. 5Hz。 进一步地，所述步骤（1-4)具体包括： a.部分地区失去火电机组无功电压的强支撑，剩余风光电源的弱无功支撑造成系 统不稳定； b.假定高频切机动作后系统频率恢复稳定，此时电网系统处于过渡状态，等效转 动惯量较低，任何进一步的扰动在此场景下都会被放大；随着风光出力产生的大幅度频率 波动，使得过渡期下的电网系统受到强烈冲击，引起二次扰动； c.剩余的风光电源无转动惯量，增大切机代价。 所述步骤⑵中，提出协调切机原则之前包括： 步骤2-1 :对比分析火电机组和与新能源切机并网的技术经济性： 当光伏、风电由光能转换为电能时，为一次能源转化，无旋转元件；而火电机组包 括机、炉、电三大单元，在切除、并网时，热负荷、电负荷在较短时间内大小、方向波动大，使 得三大单元的惯性不一致，协调控制难度大； 步骤2-2 :分析风光与火电均匀切机的需求； 在电网发生故障时，通过切除风光电源限制风光出力； 若新能源并网规模较小，将风光电源全部切除；若并网规模较大，逐步切除一定容 量的风光电源，并保证一定量的风光在网运行。 进一步地，所述协调切机原则包括： 优先切风光电源，后切火电机组； 风光电源和火电机组均匀切除。 进一步地，所述风光电源和火电机组均匀切除具体包括：切除相同容量的风光电 源和火电机组时，剩余的火电机组有转动惯量，且具备调速功能；当电网系统频率恢复稳定 时，通过比较得出优先切风光电源的切机量将小于优先切火电机组。 优选的，所述步骤（3)中，制定计及新能源的高频切机优化方案包括下述步骤： 步骤3-1 :将整定好的风光出力以零方式下的高频切机方案作为初始高频切机方 案，按轮次切除火电机组； 步骤3-2 :风光出力大于零时，火电机组均匀增减出力； 根据当前风光出力大小，从第一轮次切机开始，依次替代各个轮次的火电机组，直 至所有风光出力替换完毕或者初始高频切机方案的所有轮次替换完成。 优选的，所述步骤（3)包括：针对优先切风光电源，后切火电机组制定优化方案： 从第一轮次开始，由风光电源替代所有各个轮次的火电机组，直至风光替换完毕或者初始 高频切机方案的所有轮次替换完成； 针对风光电源和火电机组均匀切除制定优化方案： 从第一轮次开始，风光电源替代各个轮次火电机组的一半，另一半维持原火电机 组不变，直至风光替换完毕或者初始高频切机方案的所有轮次替换完成； 风光对各个轮次的火电机组采用交替滚动替换，即风光电源替换第一轮的火电机 组，第二轮火电机组保持不变，依次类推，直至所有风光替换完毕或者初始高频切机方案的 所有轮次替换完成。 与现有技术相比，本专利技术达到的有益效果是： 1.对传统高频切机方案改变相对较小，且针对新能源接入规模的大小，制定不同 的调整方案，实际操作性较强； 2.提出了高渗透率新能源纳入传统高频切机的优化调整方案，解决了既有高频 切机方案难以适应高渗透率新能源接入的问题，为高渗透率新能源接入频率安全提供了支 撑，促进了新能源接纳； 3.以PSD-BPA为仿真工具，进行了大量案例的仿真分析，并基于仿真结果，进行了 特性分析、方案制定等规律方面的凝练与总结，适应性强。【附图说明】 图1为流程图； 图2为实施例中目标年宁夏电网地理接线示意图；当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高渗透率新能源接入的电网高频切机优化方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1：将高渗透率新能源接入高频切机方案，分析其适应度；步骤2：提出基于高频切机方案的新能源与火电机组的协调切机原则；步骤3：制定计及新能源的高频切机优化方案。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈得治，陈赟，申旭辉，马世英，郑超，宋云亭，吴丽华，张志强，杨琦，罗红梅，丁坤，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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