一种用于生产模拟仿真的电网负荷建模方法技术

本发明专利技术提供一种用于生产模拟仿真的电网负荷建模方法，通过建立各时间断面的负荷转移功率上限模型；建立各周期内的负荷转移电量上限模型；建立不同的负荷结清方式模型；建立基于负荷侧调峰的区域负荷平衡模型；建立提高风电消纳能力的负荷侧调峰模型，优化各时间断面的负荷侧调峰电量。本发明专利技术提出的方法在保证计算效率的基础上，通过对负荷的有效管理，有效减少风电的弃风电量，优化结果为电网运行人员提供指导和建议，有效降低了电力系统的有功平衡难度，进而保证了电网的高效且稳定地运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及新能源发电领域，具体涉及一种用于生产模拟仿真的电网负荷建模方 法。
技术介绍
随着我国经济的持续高速发展、化石燃料的逐渐枯竭以及其对环境的污染和温室 效应的不断加剧，基于可持续发展战略，我国政府高度重视开发利用新能源，把新能源开发 利用作为治理大气污染、调整能源结构和转变经济发展的重大举措，并将风力发电和光伏 发电作为新能源开发和利用的主要方式之一。 由于风能资源的稀薄性，时空能量密度低，无法富集、运输和存储，必须直接转换 为电能，由此带来了风电的间歇性和波动性，以及发电的时空不可调度性，加之我国风电发 展迅猛的"三北"地区电网调峰能力不足以及局部地区传输断面限制，加大了电力系统有功 平衡难度，该类地区弃风现象严重。 基于此，电网运行人员需对负荷侧调峰进行优化，通过对负荷进行合理的转移，从 而提高电网风电接纳能力，减少弃风电量。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供的一种提高风电消纳能力的电网负荷建模方法，该方法在 保证计算效率的基础上，通过对负荷的有效管理，有效减少风电的弃风电量，优化结果为电 网运行人员提供指导和建议，有效降低了电力系统的有功平衡难度，进而保证了电网的高 效且稳定地运行。 本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的： -种用于生产模拟仿真的电网负荷建模方法，所述方法包括如下步骤： 步骤1.建立各时间断面的负荷转移功率上限模型； 步骤2.建立各周期内的负荷转移电量上限模型； 步骤3.建立不同的负荷结清方式模型； 步骤4.建立基于负荷侧调峰的区域负荷平衡模型； 步骤5.建立提高风电消纳能力的负荷侧调峰模型，优化各时间断面的负荷侧调峰 电量。 优选的，所述步骤1包括： 根据各时间断面的负荷增加及下降的功率值，建立各时间断面的负荷转移功率上 限模型：) 式（1)中，为t时刻区域η负荷增加功率值；Δ/,。为七时刻区域η负荷下降功率值， 且Δζ"与均为正变量；△/:_为〖时刻区域!!负荷可转移功率上限。 优选的，所述步骤2包括： 根据各时间断面的所述负荷转移功率上限模型，建立各周期内的负荷转移电量上 限模型：式(2)中，T为总调度周期;Qn为负荷转移总电量。优选的，所述步骤3包括：根据各时间断面的所述负荷转移功率上限模型，建立不同的负荷结清方式模型：优选的，所述步骤4包括：建立基于负荷侧调峰的区域负荷平衡模型：式(4)中，为第t时刻所有常规机组的总功率之和；为第t时刻的电力负荷； 为t时刻、区域η和区域nn之间联络线功率值，且取值为正时，电流流入区域为正方 向；取值为负时，电流流入区域为负方向；为第t时刻、区域η接纳的风力发电功率。 优选的，所述步骤5包括： 5-1.根据步骤1至4中的模型，建立提高风电消纳能力的负荷侧调峰模型； 5-2.根据所述负荷侧调峰模型，优化各时间断面的负荷侧调峰电量。 优选的，根据步骤1至4中的模型，建立提高风电消纳能力的负荷侧调峰模型的约 束条件及目标函数： a.机组优化功率约束：式(5)中，< 为机组j在t时刻的二进制变量;Pj,max，Pj,min分别为第j台机组的出力 上限和出力下限;Pj (t)为机组优化功率； b.最小启停机时间约束：式(6)中，<、4分别为表示机组j在t时刻启动、停机状态的二进制变量，$为"Γ 表示机组正在启动，g为"0"表示机组不在启动状态，4为"Γ表示机组正在停机，< 为"ο" 表示机组不在停机状态;1^为机组最小启机时间;koff为机组最小停机时间；i为计算变量； c.供热期供热机组出力约束： 式(7)中，<81..为背压机组出力大小；〃丨为抽气机组出力大小；丨为t时刻热负荷 大小；#、C)均为供热机组热电耦合系数； d.启停机逻辑状态约束： 式⑶中，Zf1为机组j在t-Ι时刻的二进制变量； e.机组爬坡率约束：式(9)中，~f、分别为机组j的最大上爬坡速率和下爬坡速率； < 为t时刻 机组j功率；if1为t+Ι时刻机组j功率； f.旋转备用约束： 式（10)中，J为机组总数;Pre和Nre分别为正旋转备用和负旋转备用；if为第t时刻 的电力功率； g.区域间线路传输容量约束： 式（11)中，C为t时刻区域η和区域nn之间联络线传输功率上限，为t时刻区 域η和区域nn之间联络线传输功率下限； h.风电功率约束： 式(12)中，Pw,n(t)为风电功率；/_1,⑴为风电理论出力； i.目标函数： 式（13)中，N为区域的总数。 从上述的技术方案可以看出，本专利技术提供了一种用于生产模拟仿真的电网负荷建 模方法，通过建立各时间断面的负荷转移功率上限模型；建立各周期内的负荷转移电量上 限模型;建立不同的负荷结清方式模型;建立基于负荷侧调峰的区域负荷平衡模型;建立提 高风电消纳能力的负荷侧调峰模型，优化各时间断面的负荷侧调峰电量。本专利技术提出的方 法在保证计算效率的基础上，通过对负荷的有效管理，有效减少风电的弃风电量，优化结果 为电网运行人员提供指导和建议，有效降低了电力系统的有功平衡难度，进而保证了电网 的高效且稳定地运行。 与最接近的现有技术比，本专利技术提供的技术方案具有以下优异效果： 1、本专利技术所提供的技术方案中，对负荷的可调度性进行优化建模，在保证调度周 期内负荷电量不变的前提下，通过负荷转移，实现对负荷模型的优化，有效减少风电的弃风 电量。 2、本专利技术所提供的技术方案，可以综合考虑电网的风电出力特性、负荷时序特性、 机组调峰特性、电网送出能力等因素，优化全网含风电的电力平衡。计算结果更加符合实际 电力系统调度情况，能够为调度员提供最直观的判断依据。 3、本专利技术所提供的技术方案，在保证计算效率的基础上，通过对负荷的有效管理， 有效减少风电的弃风电量，优化结果为电网运行人员提供指导和建议，有效降低了电力系 统的有功平衡难度，进而保证了电网的高效且稳定地运行。 4、本专利技术提供的技术方案，应用广泛，具有显著的社会效益和经济效益。【附图说明】 图1是本专利技术的的流程图； 图2是本专利技术的电网负荷建模方法的步骤5的流程示意图； 图3是本专利技术的的具体应用例的流程 示意图。【具体实施方式】 下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实 施例，都属于本专利技术保护的范围。 如图1所示，本专利技术提供，包括如下步 骤： 步骤1.建立各时间断面的负荷转移功率上限模型；步骤2.建立各周期内的负荷转移电量上限模型； 步骤3.建立不同的负荷结清方式模型； 步骤4.建立基于负荷侧调峰的区域负荷平衡模型； 步骤5.建立提高风电消纳能力的负荷侧调峰模型，优化各时间断面的负荷侧调峰 电量。 其中，步骤1包括： 根据各时间断面的负荷增加及下降的功率值，建立各时间断面的负荷转移功率上 限模型： 式（1)中，AC为t时刻区域η负荷增加功率值；为七时刻区域η负荷下降功率值， 且与均为正变量；时刻区域!!负荷可转移功率上限。 其中，步骤2包括：根据各时间断面的负荷转移功率上限模型，建立各周期内的负荷转移电量上限模 型：式(2)中，T为总调度周期;Q本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生产模拟仿真的电网负荷建模方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1.建立各时间断面的负荷转移功率上限模型；步骤2.建立各周期内的负荷转移电量上限模型；步骤3.建立不同的负荷结清方式模型；步骤4.建立基于负荷侧调峰的区域负荷平衡模型；步骤5.建立提高风电消纳能力的负荷侧调峰模型，优化各时间断面的负荷侧调峰电量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘纯，黄越辉，礼晓飞，曹阳，王跃峰，刘德伟，高云峰，许晓艳，马烁，许彦平，张楠，杨硕，李驰，王晶，潘霄峰，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：北京;11