一种消弭风光电并网大波动风险的方法技术

一种消弭风光电并网大波动风险的方法，利用特高压直流通道输送的有功功率能够通过对两端换流器的快速调节来控制的特点，通过对特高压直流外送通道输送功率上、下调节来消弭广域风光电并网对电网带来的大波动风险。本发明专利技术基于对风光电并网波动情况的分析，计算风光电并网大波动风险量Rk和特高压直流外送通道可调出力空间，得到特高压直流外送通道消弭风光电并网大波动风险的功率控制策略。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种消弭风光电并网大波动风险的方法。
技术介绍
近年来，为实现能源的可持续发展，风力发电和光伏发电等清洁能源发电得到了长足的发展。然而，新能源的大规模发展也给电网的安全稳定运行带来了隐患。一方面，风、光电出力具有随机性和波动性，其输出功率的变化会对系统的电压、线路传输功率造成不同程度的影响，对电网安全稳定运行带来一定的风险。通常常规火电、水电机组出力都具有一定的可调空间，以满足电力系统调峰、调频的需要。当并网风、光电场有功出力产生的大波动超出常规火电、水电机组可调节的范围时，超出部分即为风光电并网大波动风险。如何解决风、光电并网的大波动风险一直是一大技术难题。现有研究中多采用储能技术来平抑风、光电并网大波动问题，但受制于储能成本较高的因素难以大规模应用。另一方面，对开发风、光等新能源的地区电网来说，由于风、光电装机规模逐渐增大，而负荷需求小并趋于稳定，因此，还存在消纳难的问题；从全球来看，国家和地区间的能源资源与能源需求分布非常不平衡，能源基地远离负荷中心的分布特点使得超远距离、超大容量的电力传输成为必然，为减少输电线路的损耗和节约宝贵的土地资源，特高压直流输电技术越来越受到重视，成为解决新能源消纳难的重要途径。特高压直流外送通道是利用特高压直流输电技术，将送端电网大规模的新能源电力输送至有负荷需求的受端电网。一个两端直流输电系统由两端换流站(整流站、逆变站)和直流输电线路构成，直流输电线路输送功率可通过对直流输电系统的两端换流器的快速调节来控制。虽然直流输电线路的造价和运行费用比交流输电低，但是换流站的造价和运行费用均比交流变电站高，并且直流输电系统对两端换流器在技术方面要求很高。因此，目前直流输电还只是交流输电的补充。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中的风光电并网大波动风险的问题，提出一种新的消弭广域风光电并网大波动风险的方法。本专利技术在消除风光电并网大波动风险的同时，提高特高压直流通道的效用。本专利技术利用特高压直流通道输送的有功功率可以通过对两端换流器的快速调节来控制的特点，通过对特高压直流外送通道输送功率的上、下调节，消弭风光电并网对电网带来的大波动风险。为达到上述目的，本专利技术采用技术方案是：步骤1，由于风、光电出力曲线均具有随机性和波动性。因此，风、光电场在同一时段的风电出力数据和光电出力数据，按对应时间点相加后，风光电互补情况是不确定的。且风、光电出力曲线经过互补，形成的风光电合成出力曲线将呈现与风电出力、光电出力曲线不同的波动特性。本专利技术将给定风、光电场某一时段的风电出力预测数据和光电出力预测数据按对应时间点相加，得到风光电合成出力值，并利用下式求解风光电合成出力波动量：ΔPk＝Pk(t)-Pk(t-1)式中，Pk(t)表示时间点t对应的风光电合成出力值，Pk(t-1)表示时间点(t-1)对应的风光电合成出力值，其中，时间点(t-1)表示时间点t的前一时间点。风、光电实际出力数据是以一定的时间间隔对风、光电出力采样得到的。风、光电出力预测数据对应的时间点间隔与风、光电实际出力数据采样间隔相同。步骤2，根据风光电并网大波动风险模型分别求解在ΔPk>0及ΔPk<0情况下，风光电并网大波动风险量Rk。其中，ΔPTh表示风、光电并网地区常规火电、水电机组可调出力，δk表示系统允许的风光电波动极限，n表示常规火电、水电机组总数，R表示风光电并网大波动风险；通常常规火电、水电机组出力都具有一定的可调空间，以满足电力系统调峰、调频的需要。当并网风、光电场有功出力产生大波动时，电力系统首先调用常规火电、水电机组平抑波动，若调用常规火电、水电机组可调出力后，仍无法平抑波动，则剩余部分即称为风光电并网大波动风险，通过调整特高压直流外送通道输送功率消弭；若调用常规火电、水电机组可调出力后，风光电并网大波动被平抑，则无需调整特高压直流外送通道输送功率。步骤3，确定特高压直流外送通道可调出力空间为：0.8PDCe≤PDC≤1.1PDCe式中，PDCe表示特高压直流外送通道额定功率，PDC表示特高压直流外送通道实际传输功率。直流输电工程设计时，一般首先选定工程的最小直流电流值。直流输送功率为直流电压和电流的乘积，当最小直流电流确定后，则可得到最小直流输送功率。直流输电工程降压运行方式的直流电压通常为额定直流电压的70％-80％。并且大部分直流输电工程在所选的平波电感值情况下，降压运行不需要提高最小直流电流值。保守地说，直流输送功率下限可达线路输送功率的80％。另外，特高压直流输电系统均具有1.1倍的长期过载能力和3s的1.5倍短时过载能力。步骤4，分别对比ΔPk>0及ΔPk<0情况下的风光电并网大波动风险量和特高压直流外送通道的可调出力大小，得到特高压直流外送通道消弭风光电并网大波动风险的功率控制策略。所述步骤2通过如下方式求解风光电并网大波动风险量Rk：步骤2.1，当ΔPk>0时，风光电合成出力向上波动，需要常规机组减少出力，以便对该时段风光电并网大波动起到平抑作用。根据风光电并网大波动风险模型，得到此时段风光电并网大波动风险量Rk： R k = ΔP k - δ k - Σ i = 0 n ΔP T h d ]]>式中，ΔPThd表示风、光电并网地区常规火电、水电机组向下的可调出力。步骤2.2，当ΔPk<0时，风光电合成出力向下波动，需要常规机组增加出力，以便对该时段风光电并网大波动起到平抑作用。根据风光电并网大波动风险模型，得到此时风光电并网大波动风险量Rk可由下式表示： R k = ΔP k - δ k - Σ i = 0 n ΔP T h u ]]>式中，ΔPThu表示风、光电并网地区常规火电、水电机组向上的可调出力。所述步骤3可得到特高压直流外送通道向上的可调出力为：ΔPDCu＝1.1PDCe-PDC特高压直流外送通道向下的可调出力为：ΔPDCd＝PDC-0.8PDCe所述步骤4分别对比ΔPk>0及ΔPk<0情况下的风光电并网大波动风险量和特高压直流外送通道的可调出力大小，制定特高压直流外送通道消弭风光电并网大波动风险的功率控制策略，具体步骤如下：步骤4.1，当ΔPk>0时，风光电合成出力向上波动，需要特高压直流输电通道增大外送功率来消弭风光电并网大波动风险量Rk，特高压直流输电通道向上的可调出力本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种消弭风光电并网大波动风险的方法，其特征在于：所述方法通过对特高压直流外送通道输送功率的上、下调节来消弭广域风光电并网对电网带来的大波动风险；步骤如下：步骤1将给定风、光电场某一时段的风电出力预测数据和光电出力预测数据按对应时间点相加，得到风光电合成出力值，利用下式求解风光电合成出力波动量：ΔPk＝Pk(t)‑Pk(t‑1)式中，Pk(t)表示时间点t对应的风光电合成出力值，Pk(t‑1)表示时间点(t‑1)对应的风光电合成出力值，其中，时间点(t‑1)表示时间点t的前一时间点；步骤2，根据风光电并网大波动风险模型：R=ΔPk-δk-Σi=0nΔPTh,]]>分别求解在ΔPk＞0及ΔPk<0情况下，风光电并网大波动风险量Rk；上式中，ΔPTh表示风、光电并网地区常规火电、水电机组可调出力，δk表示电力系统允许的风光电波动极限，n表示常规火电、水电机组总数，R表示风光电并网大波动风险；步骤3，确定特高压直流外送通道可调出力空间为：0.8PDCe≤PDC≤1.1PDCe式中，PDCe表示特高压直流外送通道额定功率，PDC表示特高压直流外送通道实际传输功率；步骤4，分别对比ΔPk＞0及ΔPk<0情况下的风光电并网大波动风险量和特高压直流外送通道的可调出力大小，得到特高压直流外送通道消弭风光电并网大波动风险的功率控制策略。...

【技术特征摘要】
1.一种消弭风光电并网大波动风险的方法，其特征在于：所述方法通过对特高压直流外送通道输送功率的上、下调节来消弭广域风光电并网对电网带来的大波动风险；步骤如下：步骤1将给定风、光电场某一时段的风电出力预测数据和光电出力预测数据按对应时间点相加，得到风光电合成出力值，利用下式求解风光电合成出力波动量：ΔPk＝Pk(t)-Pk(t-1)式中，Pk(t)表示时间点t对应的风光电合成出力值，Pk(t-1)表示时间点(t-1)对应的风光电合成出力值，其中，时间点(t-1)表示时间点t的前一时间点；步骤2，根据风光电并网大波动风险模型： R = ΔP k - δ k - Σ i = 0 n ΔP T h , ]]>分别求解在ΔPk＞0及ΔPk<0情况下，风光电并网大波动风险量Rk；上式中，ΔPTh表示风、光电并网地区常规火电、水电机组可调出力，δk表示电力系统允许的风光电波动极限，n表示常规火电、水电机组总数，R表示风光电并网大波动风险；步骤3，确定特高压直流外送通道可调出力空间为：0.8PDCe≤PDC≤1.1PDCe式中，PDCe表示特高压直流外送通道额定功率，PDC表示特高压直流外送通道实际传输功率；步骤4，分别对比ΔPk＞0及ΔPk<0情况下的风光电并网大波动风险量和特高压直流外送通道的可调出力大小，得到特高压直流外送通道消弭风光电并网大波动风险的功率控制策略。2.按照权利要求1所述的消弭风光电并网大波动风险的方法，其特征在于：所述的步骤2在ΔPk＞0及ΔPk<0情况下，风光电并网大波动风险量Rk的求解方法如下：步骤2.1，当ΔPk＞0时，风光电合成出力向上波动，需要常规机组减少出力，以便对该时段风光电并网大波动起到平抑作用；根据风光电并网大波动风险模型：其中，ΔPTh表示风、光电并网地区常规火电、水电机组可调出力，δk表示电力系统允许的风光电波动极限，n表示常规火电、水电机组总数，R表示风光电并网大波动风险；此时风光电并网大波动风险量Rk可由下式表示： R k = ΔP k - δ k - Σ i = 0 n ΔP T h d ]]>式中，ΔPThd表示风、光电并网地区常规火电、水电机组向下的可调出力；步骤2.2，当ΔPk<0时，风光电合成出力向下波动，需要常规机组增加出力，以便对该时段风...

【专利技术属性】
技术研发人员：车勇，袁铁江，康玉函，张增强，马美婷，吕盼，蔡高雷，宋新甫，张恒，赵志强，马万成，王新刚，关宇航，张艳，徐龙秀，周专，辛超山，付高善，关洪浩，许叶林，孙立成，左雅，吴高磊，
申请(专利权)人：国网新疆电力公司经济技术研究院，新疆大学，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：新疆;65