考虑新能源不确定性的电网最大消纳能力在线计算方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种考虑新能源不确定性的电网最大消纳能力在线计算方法及装置，该方法以新能源场站有功指令之和最大为优化目标，以新能源有功预测值为指令上限，计及电网安全可靠运行约束，确定电网有功设备的有功指令；根据电网安全约束边界距离、新能源场站可用装机容量及其对输电通道/对外联络线的有功灵敏度，确定指令上限可上调的新能源场站集及各场站指令新上限；以集合中新能源场站有功指令之和最大为优化目标，确定新能源场站的新指令；通过迭代，直至无指令上限可上调的新能源场站。该方法可充分利用电网对外联络线输电能力和负向热备用置换空间，降低新能源预测不确定性的影响，实现电网安全可靠运行前提下新能源最大消纳能力计算。最大消纳能力计算。最大消纳能力计算。

【技术实现步骤摘要】
考虑新能源不确定性的电网最大消纳能力在线计算方法及装置


[0001]本专利技术涉及一种考虑新能源不确定性的电网最大消纳能力在线计算方法及装置，属于电网调度运行与控制


技术介绍

[0002]随着新能源发电占比持续升高，新能源消纳问题也日渐突出，已成为制约新能源发电产业持续健康发展的关键影响因素之一。现有电网实时自动发电控制根据新能源电站有功出力预测性能、新能源电站和常规机组的实时调节性能，并考虑新能源电站和常规机组有功出力对电网在线安全稳定特性的影响程度进行在线调度。但由于新能源发电的不确定性，新能源发电能力预测值总存在一定误差。若直接以预测值作为指令上限，当新能源指令值为预测值且新能源电站预测值大于实际发电能力时，由于新能源场站实际不能发到指定值，导致电网输电通道的输电能力不能充分利用；当新能源指令值为预测值且新能源电站预测值小于实际发电能力时，又不能充分利用电网对外联络线输电能力和电网负向热备用置换空间，造成弃风弃光问题。
[0003]中国专利技术专利109378863A“权重与约束关联调整的电网实时发电控制优化决策方法”综合考虑了发电场站经济环保性能、调节性能和现货交易执行进度，以及发电厂出力对电网安全稳定影响特性等，通过设置权重，提出发电场站的综合性能指标，建立以性能指标加权的发电场站有功之和最大为目标的线性规划模型，并在监控设备/通道功率不受限下对相关发电场站出力权重进行调整，实现权重与约束相关联，保障电网发电场站有功控制满足实时性、安全性、经济环保和交易约束的要求。但未考虑新能源预测偏差的影响，无法在保障电网安全可靠运行约束下，充分利用电网对外联络线输电能力和负向热备用置换空间等得到新能源最大消纳能力。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种考虑新能源不确定性的电网最大消纳能力在线计算方法及装置，在计及电网安全可靠运行约束条件下计及新能源不确定性，实现新能源最大消纳能力的在线评估。
[0005]本专利技术所采用的技术方案是：
[0006]本专利技术提供一种考虑新能源不确定性的电网最大消纳能力在线计算方法，包括：
[0007]基于当前时刻电网运行状态，以消纳能力考核t时刻新能源场站有功指令之和最大为优化目标，计算得到新能源场站t时刻有功指令；
[0008]基于新能源场站有功指令和有功预测值，确定t时刻有功指令上限上调的新能源场站集N；
[0009]根据新能源场站有功预测值和可用装机容量，计算新能源场站集N中新能源场站t时刻有功指令的新上限；
[0010]以新能源场站集N中新能源场站t时刻有功指令之和最大为优化目标，计算得到新能源场站集N中新能源场站t时刻有功指令；
[0011]根据计算得到的新能源场站集N中新能源场站t时刻有功指令和有功指令的新上限，确定电网t时刻最大消纳能力。
[0012]进一步的，所述计算得到新能源场站t时刻有功指令需满足：
[0013]以t时刻新能源场站有功预测值为有功指令上限，并计及t时刻电网有功设备可调空间和t时刻电网安全可靠运行约束条件一。
[0014]进一步的，所述t时刻电网有功设备可调空间包括t时刻电网中各有功设备的有功实时控制空间和热备用空间；所述电网有功设备包括电网内有功设备和电网对外联络线，所述电网内有功设备包括发电、负荷、储能和直流系统，所述电网对外联络线包括交流联络线和直流联络线。
[0015]进一步的，所述t时刻电网安全可靠运行约束条件一包括：t时刻电网安全稳定输电通道有功约束、电网对外联络线组合的有功约束、电网对外联络线总有功约束和电网热备用容量约束；
[0016]所述t时刻电网安全稳定输电通道有功约束是指，t时刻电网安全稳定输电通道有功不大于有功正向限额且不小于有功反向限额；
[0017]所述t时刻电网对外联络线组合的有功约束是指，t时刻电网对外联络线组合的有功与有功计划值之差绝对值不大于有功偏差限值；
[0018]所述t时刻电网对外联络线总有功约束是指，t时刻电网对外联络线总有功与总有功计划值之差绝对值不大于总有功偏差限值；
[0019]所述t时刻电网热备用容量约束是指，电网正向热备用容量不小于正向热备用容量限值，以及，电网负向热备用容量不小于负向热备用容量限值。
[0020]进一步的，对于t时刻按有功计划值或有功预测值运行的电网内有功设备和电网对外直流联络线，直接将该有功设备t时刻有功指令设置为t时刻有功计划值或有功预测值。
[0021]进一步的，所述确定t时刻有功指令上限上调的新能源场站集N，包括：
[0022]确定t时刻电网安全稳定输电通道集SL中t时刻有功等于有功正向限额的输电通道集SLu，确定t时刻SL中t时刻有功等于有功反向限额的输电通道集SLd，以及，确定t时刻新能源场站有功指令等于有功预测值的新能源场站集A；
[0023]在电网对外联络线有功以流出电网为正的条件下，若t时刻电网对外联络线总有功与总有功计划值之差等于总有功偏差限值或电网负向热备用容量等于负向热备用容量限值，则将N置为空集，否则，将t时刻新能源场站集A中有功对SLu中至少1个输电通道的有功灵敏度大于0或新能源场站集A中有功对SLd中至少1个输电通道的有功灵敏度小于0的新能源场站组成的集合记为Au，将作为N，为Au的补集。
[0024]进一步的，所述计算新能源场站集N中新能源场站t时刻有功指令的新上限，包括：
[0025][0026]ΔP
h.d
＝P
h.d.1
‑
P
h.d.s
[0027]ΔP
N
＝αmin(ΔP
TL
,ΔP
h.d
)
[0028]其中，ΔP
TL
为t时刻电网对外联络线总有功可增量最大值，P
TL.s
为t时刻电网对外联络线总有功计划值，P
TL.1
为t时刻网对外联络线总有功，ε
TL
为t时刻电网对外联络线总有功偏差限值，ΔP
h.d
为t时刻电网负向热备用容量对应的有功可增量最大值，P
h.d.1
为t时刻电网负向热备用容量，P
h.d.s
为t时刻电网负向热备用容量限值，ΔP
N
为新能源场站集N中新能源场站t时刻有功指令新上限相对于有功预测值的可增量最大值，α为设定的参数，0<α≤1；
[0029]基于新能源场站t时刻有功预测值，以新能源场站集N中新能源场站有功分配量总和最大为优化目标，计及新能源场站集N中新能源场站有功分配量总和不大于ΔP
N
，以及新能源场站t时刻有功预测值与有功分配量之和不大于可用装机容量约束，确定新能源场站集N中各新能源场站的有功分配量；
[0030]将新能源场站集N中各新能源场站的有功分配量与t时刻有功预测值之和作为各新能源场站t时刻有功指令的新上限。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.考虑新能源不确定性的电网最大消纳能力在线计算方法，其特征在于，包括：基于当前时刻电网运行状态，以消纳能力考核t时刻新能源场站有功指令之和最大为优化目标，计算得到新能源场站t时刻有功指令；基于新能源场站有功指令和有功预测值，确定t时刻有功指令上限上调的新能源场站集N；根据新能源场站有功预测值和可用装机容量，计算新能源场站集N中新能源场站t时刻有功指令的新上限；以新能源场站集N中新能源场站t时刻有功指令之和最大为优化目标，计算得到新能源场站集N中新能源场站t时刻有功指令；根据计算得到的新能源场站集N中新能源场站t时刻有功指令和有功指令的新上限，确定电网t时刻最大消纳能力。2.根据权利要求1所述的考虑新能源不确定性的电网最大消纳能力在线计算方法，其特征在于，所述计算得到新能源场站t时刻有功指令需满足：以t时刻新能源场站有功预测值为有功指令上限，并计及t时刻电网有功设备可调空间和t时刻电网安全可靠运行约束条件一。3.根据权利要求2所述的考虑新能源不确定性的电网最大消纳能力在线计算方法，其特征在于，所述t时刻电网有功设备可调空间包括t时刻电网中各有功设备的有功实时控制空间和热备用空间；所述电网有功设备包括电网内有功设备和电网对外联络线，所述电网内有功设备包括发电、负荷、储能和直流系统，所述电网对外联络线包括交流联络线和直流联络线。4.根据权利要求2所述的考虑新能源不确定性的电网最大消纳能力在线计算方法，其特征在于，所述t时刻电网安全可靠运行约束条件一包括：t时刻电网安全稳定输电通道有功约束、电网对外联络线组合的有功约束、电网对外联络线总有功约束和电网热备用容量约束；所述t时刻电网安全稳定输电通道有功约束是指，t时刻电网安全稳定输电通道有功不大于有功正向限额且不小于有功反向限额；所述t时刻电网对外联络线组合的有功约束是指，t时刻电网对外联络线组合的有功与有功计划值之差绝对值不大于有功偏差限值；所述t时刻电网对外联络线总有功约束是指，t时刻电网对外联络线总有功与总有功计划值之差绝对值不大于总有功偏差限值；所述t时刻电网热备用容量约束是指，电网正向热备用容量不小于正向热备用容量限值，以及，电网负向热备用容量不小于负向热备用容量限值。5.根据权利要求1所述的考虑新能源不确定性的电网最大消纳能力在线计算方法，其特征在于，对于t时刻按有功计划值或有功预测值运行的电网内有功设备和电网对外直流联络线，直接将该有功设备t时刻有功指令设置为t时刻有功计划值或有功预测值。6.根据权利要求1所述的考虑新能源不确定性的电网最大消纳能力在线计算方法，其特征在于，所述确定t时刻有功指令上限上调的新能源场站集N，包括：确定t时刻电网安全稳定输电通道集SL中t时刻有功等于有功正向限额的输电通道集SLu，确定t时刻SL中t时刻有功等于有功反向限额的输电通道集SLd，以及，确定t时刻新能
源场站有功指令等于有功预测值的新能源场站集A；在电网对外联络线有功以流出电网为正的条件下，若t时刻电网对外联络线总有功与总有功计划值之差等于总有功偏差限值或电网负向热备用容量等于负向热备用容量限值，则将N置为空集，否则，将t时刻新能源场站集A中有功对SLu中至少1个输电通道的有功灵敏度大于0或新能源场站集A中有功对SLd中至少1个输电通道的有功灵敏度小于0的新能源场站组成的集合记为Au，将作为N，为Au的补集。7.根据权利要求1所述的考虑新能源不确定性的电网最大消纳能力在线计算方法，其特征在于，所述计算新能源场站集N中新能源场站t时刻有功指令的新上限，包括：ΔP
h.d
＝P
h.d.1
‑
P
h.d.s
ΔP
N
＝αmin(ΔP
TL
，ΔP
h.d
)其中，ΔP
TL
为t时刻电网对外联络线总有功可增量最大值，P
TL.s
为t时刻电网对外联络线总有功计划值，P
TL.1
为t时刻网对外联络线总有功，ε
TL
为t时刻电网对外联络线总有功偏差限值，ΔP
h.d
为t时刻电网负向热备用容量对应的有功可增量最大值，P
h.d.1
为t时刻电网负向热备用容量，P
h.d.s
为t时刻电网负向热备用容量限值，ΔP
N
为新能源场站集N中新能源场站t时刻有功指令新上限相对于有功预测值的可增量最大值，α为设定的参数，0＜α≤1；基于新能源场站t时刻有功预测值，以新能源场站集N中新能源场站有功分配量总和最大为优化目标，计及新能源场站集N中新能源场站有功分配量总和不大于ΔP
N
，以及新能源场站t时刻有功预测值与有功分配量之和不大于可用装机容量约束，确定新能源场站集N中各新能源场站的有功分配量；将新能源场站集N中各新能源场站的有功分配量与t时刻有功预测值之和作为各新能源场站t时刻有功指令的新上限。8.根据权利要求1所述的考虑新能源不确定性的电网最大消纳能力在线计算方法，其特征在于，所述计算得到新能源场站集N中新能源场站t时刻有功指令需满足：计及t时刻新能源场站集N中新能源场站有功预测值到有功指令新上限的可调空间和电网安全可靠运行约束条件二；所述电网安全可靠运行约束条件二为：t时刻电网安全稳定输电通道有功约束、电网对外联络线组合的有功约束和电网对外联络线总有功约束。9.根据权利要求7所述的考虑新能源不确...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐泰山，刘韶峰，范越，陈堂龙，王茂春，汪马翔，董凌，常喜强，常康，张昊天，李吉晨，
申请(专利权)人：国网青海省电力公司国网新疆电力有限公司南瑞集团有限公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：