一种考虑新能源调频能力的电网新能源承载能力评估方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑新能源调频能力的电网新能源承载能力评估方法，包括：采集待评估区域电网的运行数据，其中运行数据包括电网负荷，直流馈入功率

【技术实现步骤摘要】
一种考虑新能源调频能力的电网新能源承载能力评估方法


[0001]本专利技术涉及电网
，并且更具体地，涉及一种考虑新能源调频能力的电网新能源承载能力评估方法
。

技术介绍

[0002]当前我国正处于工业化城镇化发展的关键阶段，化石能源依存度高，能源供给结构性矛盾
。
为保障能源安全，必须大力发展可再生能源，持续提高终端电气化水平，加快构建清洁低碳
、
安全高效的能源体系
。
[0003]由于当前接入电网的新能源发电大多具有柔性连接特性，缺乏对电力系统的惯性支撑，从而导致系统的频率特性恶化，使得满足频率特性约束的新能源并网能力成为学界研究的焦点
。
一个典型场景是，当区域电网中某条大功率线路因故障退出运行，导致电网出现大量功率缺额时，如果该电网内部新能源机组占比过大，且新能源机组不承担一次调频任务时，电网频率将持续下降，甚至面临频率失稳风险，从而限制了电网的新能源承载能力
。
[0004]目前，包含风电
、
光伏在内的新能源机组往往运行在最大功率点，当电网出现功率缺额和频率下降时，新能源机组无法承担功率和频率调节任务
。
随着新能源接入比例越来越高，该运行模式的弊端越来越凸显，亟需发挥新能源机组的调频能力，以维持故障下电网的安全稳定运行
。
但目前的研究中，往往仅考虑火电
、
水电等常规机组或储能电站进行功率调节，利用新能源机组调频能力对电网频率进行支撑，从而提升电网新能源承载能力方面的研究较少
。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种考虑新能源调频能力的电网新能源承载能力评估方法
。
[0006]根据本专利技术的一个方面，提供了一种考虑新能源调频能力的电网新能源承载能力评估方法，包括：
[0007]采集待评估区域电网的运行数据，其中运行数据包括电网负荷，直流馈入功率
、
直流外送功率
、
交流馈入功率以及交流外送功率；
[0008]确定待评估区域电网在新能源接入的情况下，常规机组和新能源机组的调频参数；
[0009]利用预先构建的电网新能源承载能力计算公式，根据调频参数以及运行数据，计算待评估区域电网的电网新能源承载能力
。
[0010]可选地，调频参数包括：常规机组出力比例
、
新能源机组出力比例
、
参与一次调频的新能源机组容量与新能源装机容量的比例以及常规机组一次调频动作比例
。
[0011]可选地，电网新能源承载能力计算公式为：
[0012][0013]式中，
P
L
为电网负荷，
P
DCi
直流馈入功率，
P
DCo
直流外送功率，
P
ACi
交流馈入功率，
P
ACio
交流外送功率，
k
new
为参与一次调频的新能源机组容量与新能源装机容量的比例，
λ
为常规机组出力比例，
λ
new
为新能源机组出力比例，
η
为常规机组一次调频动作比例
。
[0014]可选地，电网新能源承载能力计算公式的构建过程如下：
[0015]电网出现功率缺额时，电网频率下跌，考虑新能源一次调频能力，电力系统应满足以下等式：
[0016]Δ
P
＝
P
r
+P
newr
[0017]式中，
Δ
P
为电网功率缺额量；
P
r
为发电机在最低点处可调出的旋备容量；
P
newr
为新能源机组可调出的旋备容量；
[0018]常规机组出力
P
gt0
为：
[0019]P
gt0
＝
P
L
+P
DCo
+P
ACo
‑
P
DCi
‑
P
ACi
[0020]式中，
P
L
为电网负荷，
P
DCi
直流馈入功率，
P
DCo
直流外送功率，
P
ACi
交流馈入功率，
P
ACio
交流外送功率；
[0021]电网功率扰动率为
β
，外电网联网方式下，外部电网会承担部分功率缺额，设电网本身承担的功率缺额比例为
k
，则电网实际承受的功率扰动量
Δ
P
修正为：
[0022]Δ
P
＝
k
β
P
L
[0023]不考虑切负荷等安控措施下，电网所需的一次调频容量为：
[0024]P
r
+P
newr
＝
Δ
P
＝
k
β
P
L
[0025]常规机组一次调频动作比例为
η
，则常规机组一次调频容量
P
gtc
为：
[0026][0027]考虑常规机组出力比例为
λ
，则对应的常规机组出力
P
gt
为：
[0028][0029]系统中能够参与一次调频的新能源机组容量与新能源装机容量的比例为
k
new
，一次调频动作比例与常规机组一致为
η
，则新能源机组一次调频容量
P
newr
为：
[0030]P
newr
＝
η
k
new
P
newc
[0031]式中，
P
newc
为新能源机组总装机容量；
[0032]新能源机组出力比例为
λ
new
，则新能源机组实际出力
P
newt
为
[0033]P
newt
＝
λ
new
P
newc
[0034]根据功率平衡，有：
[0035]P
newt
+P
gt
＝
P
gt0
[0036]计算得到新能源实际出力
P
newt
为：
[0037][0038]计算得到考虑新能源调频能力的区域电网新能源承载能力
P
gnew
‑
ratio
计算公式：
[0039][0040]根据本专利技术的另一个方面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种考虑新能源调频能力的电网新能源承载能力评估方法，其特征在于，包括：采集待评估区域电网的运行数据，其中所述运行数据包括电网负荷，直流馈入功率
、
直流外送功率
、
交流馈入功率以及交流外送功率；确定所述待评估区域电网在新能源接入的情况下，常规机组和新能源机组的调频参数；利用预先构建的电网新能源承载能力计算公式，根据所述调频参数以及所述运行数据，计算所述待评估区域电网的电网新能源承载能力
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调频参数包括：常规机组出力比例
、
新能源机组出力比例
、
参与一次调频的新能源机组容量与新能源装机容量的比例以及常规机组一次调频动作比例
。3.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电网新能源承载能力计算公式为：式中，
P
L
为电网负荷，
P
DCi
直流馈入功率，
P
DCo
直流外送功率，
P
ACi
交流馈入功率，
P
ACio
交流外送功率，
k
new
为参与一次调频的新能源机组容量与新能源装机容量的比例，
λ
为常规机组出力比例，
λ
new
为新能源机组出力比例，
η
为常规机组一次调频动作比例
。4.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电网新能源承载能力计算公式的构建过程如下：电网出现功率缺额时，电网频率下跌，考虑新能源一次调频能力，电力系统应满足以下等式：
Δ
P
＝
P
r
+P
newr
式中，
Δ
P
为电网功率缺额量；
P
r
为发电机在最低点处可调出的旋备容量；
P
newr
为新能源机组可调出的旋备容量；常规机组出力
P
gt0
为：
P
gt0
＝
P
L
+P
DCo
+P
ACo
‑
P
DCi
‑
P
ACi
式中，
P
L
为电网负荷，
P
DCi
直流馈入功率，
P
DCo
直流外送功率，
P
ACi
交流馈入功率，
P
ACio
交流外送功率；电网功率扰动率为
β
，外电网联网方式下，外部电网会承担部分功率缺额，设电网本身承担的功率缺额比例为
k
，则电网实际承...

【专利技术属性】
技术研发人员：张倩茅，朱劭璇，田家辉，霍启迪，齐晓光，申家锴，徐田丰，唐晓骏，朱天曈，谢岩，陈宇，王青，赵凯林，张鑫，董家盛，李立新，谢婉莹，高雯曼，王骆，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：