一种考虑最小化改动量的区域电网新能源出力优化方法技术

本发明专利技术提供考虑最小化改动量的区域电网新能源出力优化方法，属于电力系统安全稳定分析领域。包括：采集电力系统信息，并基于电力系统信息对电力系统进行潮流合理性分析；确定决策变量及目标函数；确定近区新能源出力调整应满足的约束条件；根据目标函数及约束条件构建约束优化表达式，求解出一组近区各新能源场站出力方式、并计算出采用近区各新能源场站出力方式所对应的区域出力总改动量；设定步骤S4的基础求解次数N

【技术实现步骤摘要】
一种考虑最小化改动量的区域电网新能源出力优化方法


[0001]本专利技术涉及电力系统安全稳定分析领域，尤其涉及一种考虑最小化改动量的区域电网新能源出力优化方法。

技术介绍

[0002]风力、光伏等新能源的接入给电力系统带来了更多的清洁性和可持续性，在电力系统中占比例的不断增长。新能源多场站短路比(multiple renewable energy station short circuit ratio，MRSCR)是计及多新能源场站间相互影响的短路比指标，该指标考虑了不同节点之间各电气量幅值、相位差，并可计及新能源发电设备无功的影响，适用于各类不同场景下多新能源场站接入系统电压强度评估计算。在工程上，MRSCR指标对于直流输电工程送端的新能源暂态过电压水平有一定的指征能力，现有技术提出发电设备均需在接入点短路比为不低于1.5的系统条件下方能够稳定运行，因此，在电力系统运行过程中，有必要关注新能源多场站短路比并时时调控厂站出力，以保证电力系统稳定运行。
[0003]现有技术提出了一种根据MRSCR值调整特定区域内各新能源机组出力方式的方案，根据电力系统的基本信息进行潮流合理性分析后，设定目标函数及目标约束条件，将MRSCR≥1.5作为约束条件之一，进行特定区域内的各新能源机组出力方式的优化计算，得出新的出力方式。电力系统大规模批量更改部分新能源机组的出力方式可能出现总改动量非常大的情况，大的改动量意味着与初始出力方式(即区域电网现实运行方式)相比有较大差别，数据波动较大，会导致电网运行不稳定，基于现有技术所得的优化方案不利于调度人员与新能源场站参考，工程应用价值较低。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供一种考虑最小化改动量的区域电网新能源出力优化方法，在进行区域内优化时考虑总改动量，采用本专利技术优化出力方式可最大限度地接近电网的初始出力总和，减小对电网稳定运行的影响。
[0005]本专利技术实施例解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0006]一种考虑最小化改动量的区域电网新能源出力优化方法，包括：
[0007]步骤S1，采集电力系统信息，并基于所述电力系统信息对电力系统进行潮流合理性分析；
[0008]步骤S2，确定决策变量及目标函数；
[0009]步骤S3，确定近区新能源出力调整应满足的约束条件；高压直流工程送端近区
[0010]步骤S4，根据所述目标函数及所述约束条件构建约束优化表达式，求解出一组近区各新能源场站出力方式、并计算出采用所述近区各新能源场站出力方式所对应的区域出力总改动量；
[0011]步骤S5，设定所述步骤S4的基础求解次数N
cirbase
，反复执行所述步骤S4，判断第N
cirbase
次执行所述步骤S4所得的第N
cirbase
次优化解是否为改动量最小的出力方式，若是，则
所述第N
cirbase
次优化解为最终优化解；若否，则继续反复执行所述步骤S4，直至得到改动量最小的出力方式作为所述最终优化解。
[0012]较优地，所述步骤S1包括：
[0013]步骤S11，采集所述电力系统信息，所述电力系统信息包括近区各新能源节点有功功率值P
i
、基于区域所属地区天气因素的出力上限P
ilim_up
、基于区域所属地区天气因素的出力下限P
ilim_low
、短路容量S
aci
、电力系统拓扑结构、功率折算比和阻抗矩阵
[0014]步骤S12，基于所述电力系统信息进行潮流计算，检查节点电压、线路功率及变压器上下网功率，确保潮流收敛性及合理性。
[0015]较优地，所述步骤S2的决策变量包括近区各新能源场站出力P
i
，所述步骤S2的目标函数为：
[0016][0017]其中，n为近区各新能源场站数目。
[0018]较优地，所述步骤S3的约束条件包括：
[0019][0020]P
ilim_low
≤P
i
≤P
ilim_up
[0021]其中，MRSCR
i
指近区新能源机组i的升压变低压侧新能源多场站短路比，P
j
与P
i
分别对应区域内新能源机组j和i的有功出力，λ
ij
是新能源并网母线i和j之间的功率折算因子。
[0022]较优地，所述步骤S4包括：
[0023]步骤S41，构建约束优化表达式，计算出各所述近区新能源机组的新能源多场站短路比MRSCR
i
，约束优化表达式为：
[0024][0025]步骤S42，判断求得的所有MRSCR
i
是否全部满足MRSCR
i
≥1.5；
[0026]步骤S43，按照所述步骤S42的判断结果所对应的调整规则，对各所述近区新能源机组的出力进行优化调整，得出一组优化解，所述优化解为区域内各个所述近区新能源机组的出力方式；
[0027]步骤S44，计算出采用所述近区各新能源场站出力方式所对应的区域出力总改动量。
[0028]较优地，所述步骤S42的判断结果为全部满足MRSCR
i
≥1.5时，所述步骤S43按照所
述步骤S42的判断结果所对应的调整规则，对各所述近区新能源机组的出力进行优化调整，得出一组优化解包括：
[0029]步骤S4311，按照新能源多场站短路比由大到小的顺序对各所述近区新能源机组排序，形成第一机组序列；
[0030]步骤S4312，将所述第一机组序列中前N个所述近区新能源机组在P
ilim_low
≤P
i
≤P
ilim_up
范围内逐次提升出力，每次每机组调整提升ΔP，其中，若前N个所述近区新能源机组中的所述近区新能源机组i达上限P
ilim_up
或提升ΔP后出力水平大于P
ilim_up
，则使P
i
＝P
ilim_up
；
[0031]步骤S4313，出力调整完成后，重新计算出区域内各所述近区新能源机组机端的新能源多场站短路比；
[0032]步骤S4314，判断新能源多场站短路比最小值minMRSCR(k)是否满足1.51≥minMRSCR(k)≥1.5，其中，k表示所述步骤S4312出力调整的执行次数；
[0033]步骤S4314，将出力为P
ilim_up
的所述近区新能源机组从所述第一机组序列中全部移除，得到第k次调整后的第一机组序列；
[0034]步骤S4315，基于所述第k次调整后的第一机组序列、通过重新执行所述步骤S4312
‑
所述步骤S4314执行下一次出力调整，直至第k次调整后满足1.51≥minMRSCR(k)≥1.5，输出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑最小化改动量的区域电网新能源出力优化方法，其特征在于，包括：步骤S1，采集电力系统信息，并基于所述电力系统信息对电力系统进行潮流合理性分析；步骤S2，确定决策变量及目标函数；步骤S3，确定近区新能源出力调整应满足的约束条件；步骤S4，根据所述目标函数及所述约束条件构建约束优化表达式，求解出一组近区各新能源场站出力方式、并计算出采用所述近区各新能源场站出力方式所对应的区域出力总改动量；步骤S5，设定所述步骤S4的基础求解次数N
cirbase
，反复执行所述步骤S4，判断第N
cirbase
次执行所述步骤S4所得的第N
cirbase
次优化解是否为改动量最小的出力方式，若是，则所述第N
cirbase
次优化解为最终优化解；若否，则继续反复执行所述步骤S4，直至得到改动量最小的出力方式作为所述最终优化解。2.如权利要求1所述的考虑最小化改动量的区域电网新能源出力优化方法，其特征在于，所述步骤S1包括：步骤S11，采集所述电力系统信息，所述电力系统信息包括近区各新能源节点有功功率值P
i
、基于区域所属地区天气因素的出力上限P
ilim_up
、基于区域所属地区天气因素的出力下限P
ilim_low
、短路容量S
aci
、电力系统拓扑结构、功率折算比和阻抗矩阵步骤S12，基于所述电力系统信息进行潮流计算，检查节点电压、线路功率及变压器上下网功率，确保潮流收敛性及合理性。3.如权利要求2所述的考虑最小化改动量的区域电网新能源出力优化方法，其特征在于，所述步骤S2的决策变量包括近区各新能源场站出力P
i
，所述步骤S2的目标函数为：其中，n为近区各新能源场站数目。4.如权利要求3所述的考虑最小化改动量的区域电网新能源出力优化方法，其特征在于，所述步骤S3的约束条件包括：P
ilim_low
≤P
i
≤P
ilim_up
其中，MRSCR
i
指近区新能源机组i的升压变低压侧新能源多场站短路比，P
j
与P
i
分别对应区域内新能源机组j和i的有功出力，λ
ij
是新能源并网母线i和j之间的功率折算因子。5.如权利要求4所述的考虑最小化改动量的区域电网新能源出力优化方法，其特征在于，所述步骤S4包括：步骤S41，构建约束优化表达式，计算出各所述近区新能源机组的新能源多场站短路比MRSCR
i
，约束优化表达式为：
步骤S42，判断求得的所有MRSCR
i
是否全部满足MRSCR
i
≥1.5；步骤S43，按照所述步骤S42的判断结果所对应的调整规则，对各所述近区新能源机组的出力进行优化调整，得出一组优化解，所述优化解为区域内各个所述近区新能源机组的出力方式；步骤S44，计算出采用所述近区各新能源场站出力方式所对应的区域出力总改动量。6.如权利要求5所述的考虑最小化改动量的区域电网新能源出力优化方法，其特征在于，所述步骤S42的判断结果为全部满足MRSCR
i
≥1.5时，所述步骤S43按照所述步骤S42的判断结果所对应的调整规则，对各所述近区新能源机组的出力进行优化调整，得出一组优化解包括：步骤S4311，按照新能源多场站短路比由大到小的顺序对各所述近区新能源机组排序，形成第一机组序列；步骤S4312，将所述第一机组序列中前N个所述近区新能源机组在P
ilim_low
≤P
i
≤P
ilim_up
范围内逐次提升出力，每次每机组调整提升ΔP，其中，若前N个所述近区新能源机组中的所述近区新能源机组i达上限P
ilim_up
或提升ΔP后出力水平大于P
ilim_up

【专利技术属性】
技术研发人员：张汉花，王小立，李宏强，郭得扬，张书瑀，徐式蕴，李旭涛，周雷，马鑫，顾雨嘉，薛飞，吴玫蓉，杨慧彪，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司国网宁夏电力有限公司，
类型：发明
国别省市：