风光接入规模对混流式水电机组运行影响的评估方法技术

本发明专利技术提供了一种风光接入规模对混流式水电机组运行影响的评估方法，包括如下步骤：建立三个模型，包括从发电到传输，确定各个模型的目标函数，明白优化目标，同时明确目标函数的约束条件；构建了灵活性评价分析的标准，将评估指标分为三类：电源侧、负荷侧、电力网络；根据评价指标具体分析风光接入规模对混流式水电机组中长期运行灵活性的影响。与现代技术相比，本发明专利技术通过更多的指标量化风光接入对水电机组灵活性的影响，从而得出风、光发电接入最佳比例，影响得到量化，结论更加准确。结论更加准确。结论更加准确。

【技术实现步骤摘要】
风光接入规模对混流式水电机组运行影响的评估方法


[0001]本专利技术涉及电力
，具体涉及一种风光接入规模对混流式水电机组运行影响的评估方法。

技术介绍

[0002]大规模的风电及光伏电站即将并网运行。然而，风电以及光伏发电存在一定的随机性、波动性、反调峰性且难以预测，将会影响电网的安全稳定运行。水电作为良好的调节电源，与风电及光伏电站联合运行能够有效地消除其对电网稳定性的影响。利用水电优良的调节性能及储能装置的储存与释放对电网中的波动进行时空调节，减小其并网对电网稳定运行的影响。因此，在风光大规模并网的条件下，考虑其对水电灵活性的影响已经成为了人们急需关注的问题。如何量化大规模风光并网后的水电灵活性，是促进水风光协同发展和大规模消纳的关键因素。同时，在水风光多能互补发电系统中，电力的生产关乎企业的发展，电力的安全传输以及最低损耗传输是发电企业关心的事情。
[0003]电力系统灵活性并不是一个全新的、孤立的概念，它是电力系统运行在不同时间尺度上应对各种随机因素和不确定条件、保持电力和能量平衡的必然要求，它贯穿于电力系统发展与运行的每一个阶段和过程。对于大规模间歇性电源的引入，使得系统运行的随机性增强，其对应的灵活性需求直接影响到整个系统的电力电量平衡。
[0004]因此，如何提供一种风光接入规模对混流式水电机组中长期运行灵活性影响的综合评估方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术主要应用于水风光互补发电系统从生产到传输各个状态下的优化以及技术灵活性的评估，设定了三种方面的评估指标，包括电源侧评价指标、负荷侧评价指标以及电力系统评价指标，根据指标具体分析风光接入水电对其灵活性的影响。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]本专利技术公开了一种风光接入规模对混流式水电机组运行影响的评估方法，包括如下步骤：
[0008]S1、构建水风光多能互补发电系统优化模型，即水风光多能互补发电系统发电各个阶段的优化模型，包括：
[0009]以系统效益最大化和波动率极小化为目标函数，构建水风光多能互补下的发电优化模型；
[0010]以直流输出功率最大化为目标函数，构建交流电转化直流电优化模型；
[0011]以直流配电网网损最小化和换流器初始功率传输裕度最大化为目标函数，构建直流传输优化模型；
[0012]S2、构建了灵活性评估指标，将评估指标分为三类：电源侧、负荷侧和电力网络；
[0013]S3、根据所述灵活性评估指标对水风光多能互补发电系统优化模型进行分析，确
定水风光多能互补发电系统优化模型的约束条件的参数值，得出水风光互补发电系统达到稳定运行的最优模型。
[0014]优选的，所述水风光多能互补下的发电优化模型的约束条件包括：
[0015]风机和光伏装机容量约束：
[0016][0017]其中，N
w.max
和N
pv.max
分别为风机和光伏电池板的最大安装数量；
[0018]功率约束：
[0019][0020]其中，为风电场和光伏电站的发电功率；为风电场、光伏电站和抽水蓄能电站直接输送到负载的功率；为抽水蓄能电站的水泵抽水功率；P
gmin
、P
gmax
为传输功率下、上限；为抽水蓄能电站的可发电总功率；为备用功率；
[0021]水电站约束：
[0022]0≤V
i
≤V
max
；
[0023][0024][0025][0026]其中，V
i
为水库库容；V
max
为水库最大库容；E
i
为第i时段抽水蓄能电站的能量；为抽水机组的功率约束；为水力发电机组的功率约束；H
i
为抽水蓄能机组的水头或扬程；P(V
i
,H
i
)为抽水蓄能电站的出力值；
[0027]网架约束，包括发电机出力约束和电压越限约束：
[0028][0029]其中，P
Gi
、Q
Gi
代表发电机有功和无功功率，P
Gmin
、P
Gimax
是有功功率的上、下限；Q
Gimin
、Q
Gimax
是无功功率的上、下限，第一、二不等式共同表示 PV节点的出力上下限约束；U
i
表示节点电压幅值，第三不等式表示PQ节点的电压幅值上下限约束。
[0030]优选的，所述交流电转化直流电优化模型的约束条件包括：
[0031]最大整流电流约束：
[0032]I
d
≤I
Md
[0033]其中，I
Md
为整流电路二极管的最大整流电流；最大整流电流是指二极管允许通过的最大正向平均电流。
[0034]优选的，所述直流传输优化模型的约束条件包括：
[0035]系统潮流约束：
[0036]f(P，U)＝0
[0037][0038]其中，P，U分别为节点有功功率和节点电压；P
dc
为注入有功功率；P
dcref
为有功功率参考值，取所连负荷额定功率；k是传统的下垂系数；U
dc
为结点电压；
[0039]拓扑约束：
[0040]采用辐射状拓扑，即网络保持辐射状运行且无孤立节点；
[0041]换流器容量和电流的上限约束：
[0042][0043]其中，P
i
和I
i
分别表示实际经过换流器i的有功功率和电流；P
imax
和I
imax
分别为换流器i对应的额定容量和额定电流；
[0044]节点电压上下限约束：
[0045]U
imin
≤U
i
≤U
imax
[0046]其中，U
imin
和U
imax
表示节点i的电压上下限值。
[0047]优选的，所述电源侧的评估指标包括：波动率、爬坡率、爬坡持续时间、最短启停时间、开机时间、响应时间、最大波动幅度、机组额定容量、运行上下限和等效强迫停运率。
[0048]优选的，所述电力网络的评估指标包括：上调灵活性不足期望、下调灵活性不足期望、静态安全裕度、潮流分布因子、灵活性供给范围、灵活性最小供给水平、灵活性爬坡速率、波动互补率、爬坡互补率和联合与独立发电波动差异。
[0049]优选的，所述负载侧的评估指标包括：净负荷爬坡率和爬坡加速度。
[0050]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术通过建立风光水互补发电系统的基本数学模型以及水风光多能互补下的发电优化模型、交流电转化直流电优化模型、直流传输优化模型，分析风力发电以及光伏本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风光接入规模对混流式水电机组运行影响的评估方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、构建水风光多能互补发电系统优化模型，即水风光多能互补发电系统发电各个阶段的优化模型，包括：以系统效益最大化和波动率极小化为目标函数，构建水风光多能互补下的发电优化模型；以直流输出功率最大化为目标函数，构建交流电转化直流电优化模型；以直流配电网网损最小化和换流器初始功率传输裕度最大化为目标函数，构建直流传输优化模型；S2、构建了灵活性评估指标，将评估指标分为三类：电源侧、负荷侧和电力网络；S3、根据所述灵活性评估指标对水风光多能互补发电系统优化模型进行分析，确定水风光多能互补发电系统优化模型的约束条件的参数值，得出水风光互补发电系统达到稳定运行的最优模型。2.根据权利要求1所述的风光接入规模对混流式水电机组运行影响的评估方法，其特征在于，所述水风光多能互补下的发电优化模型的约束条件包括：风机和光伏装机容量约束：其中，N
w.max
和N
pv.max
分别为风机和光伏电池板的最大安装数量；功率约束：其中，为风电场和光伏电站的发电功率；为风电场、光伏电站和抽水蓄能电站直接输送到负载的功率；为抽水蓄能电站的水泵抽水功率；P
gmin
、P
gmax
为传输功率下、上限；为抽水蓄能电站的可发电总功率；为备用功率；水电站约束：0≤V
i
≤V
max
；；；其中，V
i
为水库库容；V
max
为水库最大库容；E
i
为第i时段抽水蓄能电站的能量；
为抽水机组的功率约束；为水力发电机组的功率约束；H
i
为抽水蓄能机组的水头或扬程；P(V
i
,H
i
)为抽水蓄能电站的出力值；网架约束，包括发电机出力约束和电压越限约束：其中，P
Gi
、Q
Gi
代表发电机有功和无功功率，P
Gmin
、P
Gmax
是有功功率的上、下限；Q
Gimin
、Q
Gimax
是无功功率的上、下限，第一、二不等式共同表示PV节点的出力...

【专利技术属性】
技术研发人员：许贝贝，谷宁菠，杨天煜，陈帝伊，张兴瑾，段宏江，毕小剑，张军智，
申请(专利权)人：西北农林科技大学，
类型：发明
国别省市：