送端新能源基地安全裕度评估方法及装置制造方法及图纸

本申请涉及含大规模新能源的电力系统运行技术领域，特别涉及一种送端新能源基地安全裕度评估方法及装置，其中，方法包括：确定弱同步系统的送端新能源基地的实时运行数据；构建送端新能源基地的裕度指标体系；基于裕度指标体系计算送端新能源电站的电压稳定裕度，并根据电压稳定裕度得到送端新能源基地的送出极限能力。由此，解决了相关技术中由于全部基于传统电力系统的运行指标，导致调度员难以把握大量的数据，增加操作的复杂性，并且无法聚焦含高比例新能源电力系统运行的关键信息，降低电力系统的运行效率等问题。电力系统的运行效率等问题。电力系统的运行效率等问题。

【技术实现步骤摘要】
送端新能源基地安全裕度评估方法及装置


[0001]本申请涉及含大规模新能源的电力系统运行
，特别涉及一种送端新能源基地安全裕度评估方法及装置。

技术介绍

[0002]相关技术中，电力系统安全裕度评价指标研究可以基于传统电力系统的运行指标，可以及时掌握各个电站新能源对电网的支撑能力以及并网适应性，对于保障新能源基地运行的稳定性至关重要。
[0003]然而，相关技术中由于全部基于传统电力系统的运行指标，导致调度员难以把握大量的数据，增加操作的复杂性，并且无法聚焦含高比例新能源电力系统运行的关键信息，降低电力系统的运行效率，亟待解决。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种送端新能源基地安全裕度评估方法及装置，以解决相关技术中由于全部基于传统电力系统的运行指标，导致调度员难以把握大量的数据，增加操作的复杂性，并且无法聚焦含高比例新能源电力系统运行的关键信息，降低电力系统的运行效率等问题。
[0005]本申请第一方面实施例提供一种送端新能源基地安全裕度评估方法，包括以下步骤：确定弱同步系统的送端新能源基地的实时运行数据；构建送端新能源基地的裕度指标体系；基于所述裕度指标体系计算所述送端新能源电站的电压稳定裕度，并根据所述电压稳定裕度得到所述送端新能源基地的送出极限能力。
[0006]可选地，在本申请的一个实施例中，所述实时运行数据包括新能源发电机组运行参数、所接入的系统运行采纳数、母线电压、频率和潮流中的至少一项。
[0007]可选地，在本申请的一个实施例中，所述裕度指标体系包括功率爬坡裕度指标、断面潮流裕度指标、备用容量裕度指标、电压稳定裕度指标、频率稳定裕度指标和功角裕度指标中的至少一个。
[0008]可选地，在本申请的一个实施例中，所述功率爬坡裕度指标的计算方式为：
[0009][0010]其中，P
1(t)
为新能源和负荷出力差值，即净负荷，P
2(t
‑
1)
为前一时刻采样负荷，Δt为采样的时间，∑P3为前一时刻可调容量所提供的上爬坡速率，∑P4为系统现在可调节容量所提供的下爬坡速率。
[0011]所述断面潮流裕度指标的计算公式为：
[0012]或者，
[0013]其中，s＝1，2，
…
，N
s
，N
s
为断面数量，P
max
为断面功率极限值，P
D
为断面的潮流值。
[0014]所述备用容量裕度指标的计算公式为：
[0015]P
正备用
＝P
火max
+P
水max
+P
储能
+P
新能源
‑
P
d
+P
正需求
，
[0016]P
负备用
＝P
d
‑
P
新能源
‑
P
火min
+P
负需求
，
[0017]其中，P
火max
为火电机组的额定容量，P
水max
为水电机组的额定容量，P
储能
为当下储能用以提供的旋转备用，P
新能源
为当前新能源(风光)出力，P
d
为当前负荷值，P
火min
为火电机组的额定容量，P
需求侧
为需求侧可以用来提供的正旋转备用容量和负旋转备用容量。
[0018]所述备用容量裕度指标的计算公式为：
[0019]Q1＝γ
×
P
MAX
/P
正备用
，
[0020]Q2＝η
×
P
MAX
/P
负备用
，
[0021]Q＝max{Q1,Q2}，
[0022]其中，Q1和Q2为正负备用旋转裕度，Q为系统旋备裕度，P
MAX
为系统最大发电机组出力，γ为系统正旋转备用率，η为系统负旋转备用率。
[0023]所述电压稳定裕度指标的计算公式为：
[0024][0025]其中，Q
C
为风电汇集系统中单组电容器容量，E
w
为风电场群出口端电压，E
s
为通过线路接入的电力系统端电压，X为线路电抗，P
w
电压稳定裕度确定风电场输送能力。
[0026]所述频率稳定指标的计算公式为：
[0027][0028]其中，N为采样值，n为发电机的个数，f
i,j
为第j台发电机在i时刻的频率，H
j
为第j台发电机的转动惯量。
[0029]所述功角稳定裕度指标的计算公式为：
[0030]σ＝Δδ
max
/360
°
，
[0031]其中，σ为功角稳定裕度，Δδ
max
为最大功角差。
[0032]可选地，在本申请的一个实施例中，所述送出极限能力的计算公式为：
[0033][0034]其中，Q
C
为风电汇集系统中单组电容器容量，E
w
为风电场群出口端电压，E
s
为通过线路接入的电力系统端电压，X为线路电抗，P
w
电压稳定裕度确定风电场输送能力。
[0035]本申请第二方面实施例提供一种送端新能源基地安全裕度评估装置，包括：确定模块，用于确定弱同步系统的送端新能源基地的实时运行数据；构建模块，用于构建送端新能源基地的裕度指标体系；计算模块，用于基于所述裕度指标体系计算所述送端新能源电
站的电压稳定裕度，并根据所述电压稳定裕度得到所述送端新能源基地的送出极限能力。
[0036]可选地，在本申请的一个实施例中，所述实时运行数据包括新能源发电机组运行参数、所接入的系统运行采纳数、母线电压、频率和潮流中的至少一项。
[0037]可选地，在本申请的一个实施例中，所述裕度指标体系包括功率爬坡裕度指标、断面潮流裕度指标、备用容量裕度指标、电压稳定裕度指标、频率稳定裕度指标和功角裕度指标中的至少一个。
[0038]可选地，在本申请的一个实施例中，所述功率爬坡裕度指标的计算方式为：
[0039][0040]其中，P
1(t)
为新能源和负荷出力差值，即净负荷，P
2(t
‑
1)
为前一时刻采样负荷，Δt为采样的时间，∑P3为前一时刻可调容量所提供的上爬坡速率，∑P4为系统现在可调节容量所提供的下爬坡速率。
[0041]所述断面潮流裕度指标的计算公式为：
[0042]或者，
[0043]其中，s＝1，2，
…
，N
s
，N
s
为断面数量，P
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种送端新能源基地安全裕度评估方法，其特征在于，包括以下步骤：确定弱同步系统的送端新能源基地的实时运行数据；构建送端新能源基地的裕度指标体系；以及基于所述裕度指标体系计算所述送端新能源电站的电压稳定裕度，并根据所述电压稳定裕度得到所述送端新能源基地的送出极限能力。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述实时运行数据包括新能源发电机组运行参数、所接入的系统运行采纳数、母线电压、频率和潮流中的至少一项。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述裕度指标体系包括功率爬坡裕度指标、断面潮流裕度指标、备用容量裕度指标、电压稳定裕度指标、频率稳定裕度指标和功角裕度指标中的至少一个。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述功率爬坡裕度指标的计算方式为：其中，P
1(t)
为新能源和负荷出力差值，即净负荷，P
2(t
‑
1)
为前一时刻采样负荷，Δt为采样的时间，∑P3为前一时刻可调容量所提供的上爬坡速率，∑P4为系统现在可调节容量所提供的下爬坡速率。所述断面潮流裕度指标的计算公式为：或者，其中，s＝1，2，
…
，N
s
，N
s
为断面数量，P
max
为断面功率极限值，P
D
为断面的潮流值。所述备用容量裕度指标的计算公式为：P
正备用
＝P
火max
+P
水max
+P
储能
+P
新能源
‑
P
d
+P
正需求
，P
负备用
＝P
d
‑
P
新能源
‑
P
火min
+P
负需求
，其中，P
火max
为火电机组的额定容量，P
水max
为水电机组的额定容量，P
储能
为当下储能用以提供的旋转备用，P
新能源
为当前新能源(风光)出力，P
d
为当前负荷值，P
火min
为火电机组的额定容量，P
需求侧
为需求侧可以用来提供的正旋转备用容量和负旋转备用容量。所述备用容量裕度指标的计算公式为：Q1＝γ
×
P
MAX
/P
正备用
，Q2＝η
×
P
MAX
/P
负备用
，Q＝max{Q1,Q2}，其中，Q1和Q2为正负备用旋转裕度，Q为系统旋备裕度，P
MAX
为系统最大发电机组出力，γ为系统正旋转备用率，η为系统负旋转备用率。所述电压稳定裕度指标的计算公式为：
其中，Q
C
为风电汇集系统中单组电容器容量，E
w
为风电场群出口端电压，E
s
为通过线路接入的电力系统端电压，X为线路电抗，P
w
电压稳定裕度确定风电场输送能力。所述频率稳定指标的计算公式为：其中，N为采样值，n为发电机的个数，f
i,j
为第j台发电机在i时刻的频率，H
j
为第j台发电机的转动惯量。所述功角稳定裕度指标的计算公式为：σ＝Δδ
max
/360
°
，其中，σ为功角稳定裕度，Δδ
max
为最大功角差。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述送出极限能力的计算公式为：其中，Q
C
为风电汇集系统中单组电容器容量，E
w
为风电场群出口端电压，E
s
为通过线路接入的电力系统端电压，X为线路电抗，P
w
电压稳定裕度确定风电场输送能力。6.一种送端新能源基地安全裕度评估装置，其特征在于，包括：确定模块，用于确定弱同步系统的送端新能源基地的实时运行数据；构建模块，用于构建送端新能源基地的裕度指标体系；以及计算模块，用于基于所述裕度指标体系计算所述送端新能源电站的电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡伟，孙荣富，丁然，孙云超，吴林林，徐曼，李蕴红，王潇，张鑫，
申请(专利权)人：国网冀北电力有限公司国网冀北电力有限公司电力科学研究院国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：