一种考虑风电并网影响的电网规划评价方法技术

本发明专利技术涉及电网规划评价技术领域，具体为一种考虑风电并网影响的电网规划评价方法，包括确定风电场并网方案的评价指标，从安全性、经济性、风电不确定性这三个方面来进行评价；利用层次分析法建立综合评价体系；计算出各类评价体系需要的基础数据，对指标进行处理再进行分类；形成准则层和指标层的判断矩阵，判断它们的一致性，求解其权重向量，得出指标权重总排序，并计算综合评估值；得到最大综合评价值即为对应的最优方案，本发明专利技术根据已有的含大型风电场的输电网情况，结合层次分析法综合评价体系的建立原则，确立了考虑不确定性的大型风电场并网规划评价体系，能更加准确的评估风电并网对电网规划的影响，为电网规划人员提供了数据依据。

An Evaluation Method of Grid Planning Considering the Impact of Wind Power Grid Connection

【技术实现步骤摘要】
一种考虑风电并网影响的电网规划评价方法
本专利技术涉及电网规划评价
，具体为一种考虑风电并网影响的电网规划评价方法。
技术介绍
风电等可再生能源发电具有间歇性、随机性、可调度性低的特点，大规模接入后对电网运行会产生较大的影响。此外，我国风电从发展初始就出现大规模、高集中开发和远距离、高电压的输送要求，呈现出与国外风电发展模式显著不同的特点，由此带来的电网技术和经济问题尤为突出，更为复杂。地处偏远的风电基地大多遭遇送出瓶颈，限电问题十分严重。最近国家能源局要求，把风电并网作为新安排风电开发规模和项目布局的重要参考指标。我国互联电网规模日益扩大，影响电力系统运行的不确定因素增加，含大型风电场的电力网络，不仅要考虑经济性、可靠性这些常规指标，不确定性作为一个新的指标引起人们的广泛关注，由于风电的不确定性使发电和运行计划面产生很多因素，需要建立更完善的评价体系，对含风电系统的电网进行评估。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服上述技术不足，解决现有技术中由于风电的不确定性、充裕性、经济性、可靠性逐渐不能满足含大型风电并网的电力系统的问题，提供了一种通过引入风电不确定性的考虑风电并网影响的电网规划评价方法。为了实现所述目的，本专利技术采用的具体实施方案如下：一种考虑风电并网影响的电网规划评价方法，其特征在于，包括以下步骤：1)：确定风电场并网方案的评价指标，从安全性、经济性、风电不确定性这三个方面来全面的评价风电场并网方案；2)：利用层次分析法建立综合评价体系，将待决策问题分为3个层次，目标层、准则层、方案层；3)：计算出各类评价体系需要的基础数据，对指标进行无量纲化处理再进行分类；4)：形成准则层和指标层的判断矩阵，判断它们的一致性，求解其权重向量，得出指标权重总排序，并计算综合评估值；5)：得到最大综合评价值即为对应的最优方案。所述步骤1)中安全性指标是指发输电系统承受突然扰动的能力，突然扰动是指突然短路或失去非计划停运的系统元件，其包括：(1)主变“N-1”校验通过率TN：主变“N-1”校验通过率反应电网承受故障的能力，通过率越大，电网的安全性越好，计算公式如下：(2)高压线路“N-1”校验通过率LN：高压线路“N-1”校验通过率反应电网承受故障的能力，通过率越大，电网的安全性越好，计算公式如下:所述步骤1)中经济性指标是指基于设备的周期成本，选取电网一次投资成本和电网年运行费用，其包括：(1)电网一次投资成本(IC)：式中：An是待选电力设备集；μk是设备的建设投资成本；Zk为设备的决策变量，若设备加k入网络，则Zk＝1，否则Zk＝0；M是电网的寿命年限；p为组合投资成本率；(2)电网年运行费用(OC)：式中：νk为设备的运行维护成本；a为电网售电电价；W为有功网损；T为电网年平均供电时间，Zk为设备的决策变量，若设备加k入网络，则Zk＝1，否则Zk＝0；M是电网的寿命年限；p为组合投资成本率。所述步骤1)中风电不确定性是指由于风力自身的随机性和间歇性等特点，使得风电场的运行具有很大的不确定性，选取电压幅值最大波动率、电压相角最大波动率，其包括：(1)电压幅值最大波动率：电压幅值最大波动率＝max|风电满发时的电压幅值-风电停发时的电压幅值|×100％；(2)电压相角最大波动率：(3)视在功率最大变化幅度：最大变化幅度＝max(风电满发时的线路视在功率-风电停发时线路的视在功率)。所述步骤4)的计算包括如下步骤：(1)通过计算一致性比例来检查一致性检验是否通过；其中一致性比例的计算判断公式为：式中C.I.是判断一致性的指标，计算公式为：R.I为平均随机一致性指标；(2)在一致性通过的情况下，计算矩阵的最大特征值及其对应的特征向量，即算出某一因素相对于上一层次某因素的相对重要性的权值：即求BX＝λmaxX的特征向量X，X＝{x1,x2,...xi}其对应的分重Xi为该元素在这一层次中的权值；(3)进行层次总排序：利用所有层次单排序的结果，计算出相对上一层次而言，本层次所有元素相对重要性的权值，称为层次总排序：根据上一层次中所有元素A1，A2，…，An的总排序，得到权值分别为a1，a2，…，am，与Ai对应本层次元素B1，B2，…，Bn的单排序结果为b1i，…，bni，则B层次的总排序为(4)计算综合评价结果：计算方案的综合评价值的计算方法如下：其中aij是层次总排序的权值，yi为评价指标的无量纲化的结果；对指标进行无量纲化时，常采用极值法，计算公式如下：其中xi为第i种方案的指标值，yi为第i种方案指标值得极值法处理值，n为方案个数。本专利技术的有益效果在于：本专利技术根据已有的含大型风电场的输电网情况，结合层次分析法综合评价体系的建立原则，确立了考虑不确定性的大型风电场并网规划评价体系，能更加准确的评估风电并网对电网规划的影响，为电网规划人员提供了数据依据，优化了电网规划效益，具有很强的实用价值。附图说明图1为本专利技术的风电场综合方案评估流程图。图2为本专利技术的风电场并网方案评价体系框图。具体实施方式以下结合附图1-2对本专利技术的结构及其有益效果进一步说明。如图1-2所述的一种考虑风电并网影响的电网规划评价方法，在含有大型风电场的电力系统中需要对其电网规划问题进行抉择，选择哪种风电并网方式更好，可以按照所述方法进行。首先建立评估指标体系，必须建立合理科学、客观的指标评价体系，指标体系须遵循相应的原则，不是将一组任意的指标进行堆砌。目前大型风电场的并网点一般在220kv以上的输电网上，因此输电网规划的方案评价体系基本适用于大型风电场并网方案的评价体系，但主要在于风电场的不确定性引起的输入有功功率、电压的稳定性问题较大。考虑输电网的评价要求、风电的不确定性及得到的数据，从安全性、经济性和风电不确定性三个方面进行综合评价：1)安全性指标：安全性是指发输电系统承受突然扰动的能力，突然扰动是指突然短路或失去非计划停运的系统元件。(1)主变“N-1”校验通过率TN：主变“N-1”校验通过率反应电网承受故障的能力，通过率越大，电网的安全性越好，计算公式如下：(2)高压线路“N-1”校验通过率LN：高压线路“N-1”校验通过率反应电网承受故障的能力，通过率越大，电网的安全性越好，计算公式如下:2)经济性指标：对电网的经济性评估指标是基于设备的周期成本，选取电网一次投资成本和电网年运行费用(1)电网一次投资成本(IC)：式中：An是待选电力设备集；μk是设备的建设投资成本；Zk为设备的决策变量，若设备加k入网络，则Zk＝1，否则Zk＝0；M是电网的寿命年限；p为组合投资成本率(考虑了银行利率、涨价因素、筹资风险等因素，可以通过咨询投资公司获得该值)。(2)电网年运行费用(OC)：式中：νk为设备的运行维护成本；a为电网售电电价；W为有功网损；T为电网年平均供电时间，Zk为设备的决策变量，若设备加k入网络，则Zk＝1，否则Zk＝0；M是电网的寿命年限；p为组合投资成本率(考虑了银行利率、涨价因素、筹资风险等因素，可以通过咨询投资公司获得该值)。3)风电不确定性指标：风电不确定性是指由于风力自身的随机性和间歇性等特点，使得风电场的运行具有很大的不确定性，选取电压幅值最大波动率、电压相角最大波动率。(1)电压幅值最大波动率：电压幅值最本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种考虑风电并网影响的电网规划评价方法，其特征在于，包括以下步骤：1)：确定风电场并网方案的评价指标，从安全性、经济性、风电不确定性这三个方面来全面的评价风电场并网方案；2)：利用层次分析法建立综合评价体系，将待决策问题分为3个层次，目标层、准则层、方案层；3)：计算出各类评价体系需要的基础数据，对指标进行无量纲化处理再进行分类；4)：形成准则层和指标层的判断矩阵，判断它们的一致性，求解其权重向量，得出指标权重总排序，并计算综合评估值；5)：得到最大综合评价值即为对应的最优方案。

【技术特征摘要】
1.一种考虑风电并网影响的电网规划评价方法，其特征在于，包括以下步骤：1)：确定风电场并网方案的评价指标，从安全性、经济性、风电不确定性这三个方面来全面的评价风电场并网方案；2)：利用层次分析法建立综合评价体系，将待决策问题分为3个层次，目标层、准则层、方案层；3)：计算出各类评价体系需要的基础数据，对指标进行无量纲化处理再进行分类；4)：形成准则层和指标层的判断矩阵，判断它们的一致性，求解其权重向量，得出指标权重总排序，并计算综合评估值；5)：得到最大综合评价值即为对应的最优方案。2.根据权利要求1所述的一种考虑风电并网影响的电网规划评价方法，其特征在于：所述步骤1)中安全性指标是指发输电系统承受突然扰动的能力，突然扰动是指突然短路或失去非计划停运的系统元件，其包括：(1)主变“N-1”校验通过率TN：主变“N-1”校验通过率反应电网承受故障的能力，通过率越大，电网的安全性越好，计算公式如下：(2)高压线路“N-1”校验通过率LN：高压线路“N-1”校验通过率反应电网承受故障的能力，通过率越大，电网的安全性越好，计算公式如下:3.根据权利要求1所述的一种考虑风电并网影响的电网规划评价方法，其特征在于：所述步骤1)中经济性指标是指基于设备的周期成本，选取电网一次投资成本和电网年运行费用，其包括：(1)电网一次投资成本(IC)：式中：An是待选电力设备集；μk是设备的建设投资成本；Zk为设备的决策变量，若设备加k入网络，则Zk＝1，否则Zk＝0；M是电网的寿命年限；p为组合投资成本率；(2)电网年运行费用(OC)：式中：νk为设备的运行维护成本；a为电网售电电价；W为有功网损；T为电网年平均供电时间，Zk为设备的决策变量，若设备加k入网络，则Zk＝1，否则Zk＝0；M是电网的寿命年限；p为组合投资...

【专利技术属性】
技术研发人员：周强，缑科君，何世恩，郝晓弘，汪宁渤，丁坤，康坚，赵龙，韩旭杉，马彦宏，张彦琪，陈钊，王明松，周识远，张金平，马明，王定美，吕清泉，张艳丽，李津，张健美，黄蓉，高鹏飞，沈琛云，张睿骁，张珍珍，沈荟云，
申请(专利权)人：国网甘肃省电力公司电力科学研究院，国网甘肃省电力公司，兰州理工大学，
类型：发明
国别省市：甘肃,62