一种适用于风电消纳的联络线稳态极限确定方法技术

本发明专利技术提供一种适用于风电消纳的联络线稳态极限确定方法，所述方法包括：(1)计算电网系统中风电节点和负荷节点的波动功率引起的目标联络线波动功率Pt；(2)计算电网系统对所述目标联络线波动功率的可调速率；(3)计算电网系统对所述目标联络线波动功率的可控容量；(4)计算电网系统对所述目标联络线波动功率的临界可控周期Tg；(5)以1/Tg为率波频率采用切比雪夫滤波器对所述目标联络线波动功率进行滤波，得到高频分量和低频分量两部分；(6)求出目标联络线稳态传输极限。本发明专利技术的稳态极限确定方法只需为不可控波动分量留出输电余量即可，为风电消纳提供了更大输电空间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于涉及一种联络线稳态极限确定方法，具体涉及一种适用于风电消纳的 联络线稳态极限确定方法。
技术介绍
我国风电产业持续快速发展，2014年新增风电装机量刷新历史记录。但我国风电 资源主要集中在"三北"地区，与负荷中心在空间上呈逆向分布，在大规模风电入网后，当本 区域风电消纳能力不足时，为避免大量弃风，势必会引起风电跨区消纳的问题。本研究所谓 "网网互动"而进行的风电跨区消纳主要通过联络线完成，为了电网安全运行和更合理地安 排风电交换功率，需要提前确定联络线极限传输功率。 目前针对极限传输功率研究主要有极限传输容量TTC(TotalTransfer Capability-简称TTC)研究，既有传统约束下的TTC研究，也包括大规模风电引入后的TTC 研究。TTC是指在电力系统一定稳态或暂态约束下，某个输电断面能够传输的极限功率，其 侧重点在于考虑系统各类安全约束，而并非联络线自身的输电极限。 目前针对联络线自身功率极限，一般通过计算载流量的方法进行分析，主要有静 态热定值法和动态热定值法。电流流经输电元件（以下简称导体）会引起导体温度的升高， 同时引起导体弧垂和应力的增大，这些来自导体本身的机械和物理的限制都可以转化为导 体温度的限制。而对于导体而言，其温度是由通过导体的电流、光照、对流散热和辐射散热 的共同作用而决定的。所谓静态热定值就是指导体载流与其温度同步时，导体最大允许温 度所对应的载流值。这也是在电力工程界人们对导体载流热定值起初的基本认识和工程实 施的依据。静态热定值可离线整定，也可在线整定。前者是环境条件固定情况下人们的做 法，即传统的最大允许载流量，后者则是在实时量测基础上的做法，是实时热定值技术实现 功能的一种。动态热定值是从动态热平衡方程出发，考虑导体载流变化与温度变化间的不 同步性，体现导体温度在不同持续时间的界定，即以温度来表征导体的热定值。之所以称之 为动态，是因为其体现的是温度变动的暂态过程，该过程结束，又回到静态热定值，所以该 概念往往都对应着一个延续的时间。动态热定值法改进了静态热定值过于保守的不足，根 据导线在线运行状态和气象条件等实时确定线路载流能力，一定限度地提高了联络线的输 电能力。静态热定值和动态热定值都是根据联络线热载荷能力确定其输电极限，即联络线 的传输功率的物理极限。 与传统负荷相比，风电表现出更强的随机性和不同时间尺度上的波动性，但预测 水平却低于负荷预测。大规模风电并网给联络线带来大量不确定性波动，如果仍以联络线 物理极限作为功率传输极限，则可能在实际运行中由于未充分考虑联络线带来大量不确定 性波动，引起联络线越限等问题；若完全考虑联络线不确定性波动带来的影响，则可能导致 联络线传输极限过度下降，引起输电阻塞等问题。因此有必要考虑风电强不确定性的影响， 探索更加安全合理的联络线传输极限确定方法，保证风电消纳和系统安全运行。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种适用于风电消纳的联络线稳态极 限确定方法，本专利技术的稳态极限确定方法只需为不可控波动分量留出输电余量即可，为风 电消纳提供了更大输电空间。 为了实现上述专利技术目的，本专利技术采取如下技术方案： -种适用于风电消纳的联络线稳态极限确定方法，所述方法包括如下步骤： (1)计算电网系统中风电节点和负荷节点的波动功率引起的目标联络线波动功率 Pt； (2)计算电网系统对所述目标联络线波动功率的可调速率； (3)计算电网系统对所述目标联络线波动功率的可控容量； (4)计算电网系统对所述目标联络线波动功率的临界可控周期Tg; (5)以Ι/Tg为率波频率采用切比雪夫滤波器对所述目标联络线波动功率进行滤 波，得到高频分量和低频分量两部分； (6)求出目标联络线稳态传输极限。 优选的，所述步骤（1)中，所述目标联络线波动功率Pt的计算公式如下： 式中Pt为目标联络线随机波动功率，N为不确定性节点集合，PiS风电或负荷不 确定性节点功率的预测值，4i为节点i对支路1的转移系数，即电网系统中节点i增加单 位有功出力所引起的支路1有功潮流变化量。 优选的，所述步骤（2)中，计算所述目标联络线波动功率的可调速率包括计算电 网系统中的所有可调发电机组控制节点对所述目标联络线波动功率的最大功率调节速率 R，以及各可调发电机组控制节点的最优调节速率rg，计算公式如下： 式中A为发电转移分布因子矩阵，其中~i为节点i对支路1的转移系数，AgΛ 可调发电机组控制节点g对支路1的转移系数；^为负荷或者风电随机波动节点i、j功 率波动速率；rg为可调发电机组控制节点功率调节速率；rgu为可调发电机组控制节点功率 调节速率上限；P为可调发电机组控制节点集合；N为引发不确定性的功率的风电和负荷波 动节点集合乂，Vj为风电和负荷不确定性节点i、j的最大功率波动幅值。 优选的，所述步骤（3)中，所述目标联络线波动功率的可控容量为所有发电机组 控制节点在所述目标联络线上达到的最大控制容量Psmax，计算过程如下： 步骤3-1、计算系统控制节点容量的可用系数Kg 式中，Pgmax为各控制节点的最大控制容量，;rg为可调发电机组控制节点g的最优 的调节速率，P为系统控制节点的集合，min(.)为求取最小值函数； 步骤3-2、计算系统对目标联络线的最大控制容量Psmax式中，Agi为可调发电机组控制节点g对支路1的转移系数，即电网系统中可调发 电机组控制节点g增加单位有功出力所引起的支路1有功潮流变化量，&为可调发电机组 控制节点g的最优的调节速率rg，P为系统控制节点的集合，Psmax为所有发电机组控制节 点在所述目标联络线上达到的最大控制容量。 优选的，所述步骤（4)中，包括如下步骤： 步骤4-1、对未来时段内的目标联络线波动功率Pt进行傅立叶级数分解，分解得 到若干个不同频率和不同幅值的正弦波；将频率从小到大排列，记为' 4fffV··，对应 的幅值分别记为Αα,Α^Α^Α^··; 步骤4-2、重新构造一组正弦曲线？,，其中频率分别取f。，f\，，对应的幅值 步骤4-3、根据调节速率R计算系统正弦曲线组匕的跟踪效果指标CRτ，直到找到 f。，f\，f2~fn…中某一频率的正弦曲线，使得CRT=ε，则该频率对应的周期即临界可控周 期！；，其中，ε为控制效果临界值，用来衡量机组是否能够跟踪给定周期正弦波，取值取决 于电网实际运行状况，对于周期为Τ的正弦波，若跟踪率CRT>ε，则表示周期为Τ的正弦 波可控；若CRT<ε，则表示周期为Τ的正弦波不可控。 优选的，所述步骤4-3中，所述根据调节速率R计算系统正弦曲线组匕的跟踪效 果指标CRT，包括如下步骤： 步骤4-3-1、初始时刻区域调控机组功率Pg(0)=0,设定积分步长为dt，其中T/ dt> 1000 ；步骤4-3-2、当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于风电消纳的联络线稳态极限确定方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)计算电网系统中风电节点和负荷节点的波动功率引起的目标联络线波动功率Pt；(2)计算电网系统对所述目标联络线波动功率的可调速率；(3)计算电网系统对所述目标联络线波动功率的可控容量；(4)计算电网系统对所述目标联络线波动功率的临界可控周期Tg；(5)以1/Tg为率波频率采用切比雪夫滤波器对所述目标联络线波动功率进行滤波，得到高频分量和低频分量两部分；(6)求出目标联络线稳态传输极限。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：单茂华，沈硕，刘娆，田伟，严春华，鄢蜜昉，巴宇，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，大连理工大学，国网山东省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11