一种省级电网新能源承载规模的评估方法和系统与流程

本发明涉及电力系统规划领域，具体涉及一种省级电网新能源承载规模的评估方法和系统。

背景技术：

1、由于电力系统的非线性、鲁棒性和实时平衡特性，新能源新增装机并网和前期规划需要解决两个问题：一供需平衡问题，即确保电力和电量上满足负荷需求，不出现电力不足现象；二系统安全性问题，即新能源并网不影响电力系统的安全性。供需平衡问题，可通过8760小时的电力电量平衡分析来解决；安全性问题则需要考虑功角、电压和频率稳定约束下的新能源承载能力。安全和平衡的时间尺度和分析方法不同，且平衡和稳定特性耦合，因此需要兼顾考虑。

2、省级电网属于区域电网的一部分，其安全稳定特性与区域电网保持密切联系，但存在具体的特性。目前，已有一些新能源承载能力分析方法，但存在考虑问题不全面的问题，如只考虑频率稳定，未同时考虑功角、电压和频率稳定约束；只考虑区域电网，未明确属于区域电网一部分的省级电网如何分析；未考虑关键联络线约束对新能源承载能力的影响等问题。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术的不中，本发明提供一种省级电网新能源承载规模的评估方法，包括：

2、确定省级电网考虑频率稳定约束的火电机组的第一最小开机容量；

3、确定省级电网考虑电压稳定约束的火电机组的第二最小开机容量；

4、基于联络线，将省级电网划分为多个分区；根据所述第一最小开机容量和第二最小开机容量，计算各个分区的火电机组最小开机容量；

5、设定新能源消纳率，根据所述新能源消纳率和各个分区的火电机组最小开机容量，通过生产模拟进行电力电量平衡计算，判断各个分区的新能源消纳率是否达到限值，若达到限值，则将各个分区的新能源装机容量总和，确定为省级电网新能源的承载能力。

6、进一步的，确定省级电网考虑频率稳定约束的火电机组的第一最小开机容量，包括：

7、收集省级电网常规机组装机容量prun，包括火电机组pgn、水电机组phn、燃气机组pnn、核电机组pnu；

8、收集省级电网所属区域电网的常规机组装机容量直流送受端和输送容量等信息，将区域电网内满足“同送端同受端”的直流划分为“同送同受”直流群；

9、获取省级电网受同送同受直流群换相失败约束的系统惯量需求为：

10、

11、其中：wk为区域电网惯量需求，pdci为第i条同送同受直流的容量，i为同送同受直流的总数量，δf为系统稳态频率偏差，fn为系统额定频率，δt为同送同受直流连续换相失败持续时间；

12、根据省级电网常规机组装机容量prun，省级电网所属区域电网的常规机组装机容量和所述系统惯量需求，根据公式(2)计算省级电网的最小火电惯量需求wp，根据公式(3)计算满足火电惯量需求的省级电网火电机组容量pgnj，根据公式(4)计算满足同送同受故障后频率稳定约束的火电机组的第一最小开机容量pgnttmin：

13、

14、其中：whn为省级电网水电机组惯量，wnn为省级电网燃气机组惯量，wsn为省级电网光热机组惯量，tj为第j台发电机的转子惯性时间常数，pgnj为第j台发电机的装机容量，j为满足惯量需求的火电机组数量；

15、收集省级电网直流的送端落点、受端落点、直流类型、直流额定功率以及网架结构，如果两个直流换流站间连接的变电站数量不超过4个，则将直流划分为同送端或同受端直流群；

16、计算满足同送端或同受端直流群故障后频率稳定约束的火电开机容量pgnsmin；

17、省级电网考虑频率稳定约束的火电机组的第一最小开机容量pgnmin为

18、pgnmin＝max(pgnttmin,pgnsmin)(5)。

19、进一步的，计算满足同送端或同受端直流群故障后频率稳定约束的火电开机容量pgnsmin，包括：

20、计算省级电网满足同送端或同受端直流群故障后频率稳定约束的省级电网惯量wk2，

21、

22、其中：δt常为同送端或同受端常规直流闭锁持续时间，δt柔为同送端或同受端柔性直流闭锁持续时间，pdca为第a个同送端或同受端常规直流闭锁功率损失量，pdcb为第b个同送端或同受端柔性直流闭锁功率损失量，a为同送端或同受端常规直流总数量，b为同送端或同受端柔性直流总数量；

23、根据所述省级电网惯量wk2，计算满足同送端或同受端直流群故障后频率稳定约束的省级电网惯量pgnsj，

24、

25、计算满足同送端或同受端直流群故障后频率稳定约束的火电机组的第一最小开机容量pgnsmin，

26、

27、进一步的，确定省级电网考虑电压稳定约束的火电机组的第二最小开机容量，包括：

28、确定省级电网直流近区的直流配套火电机组中可关停机组；

29、在直流故障、直流群换相失败故障或最大容量单台发电机故障退出运行的情况下，计算可关停机组相连母线的电压变化量δuij，

30、δuij＝|u′ij-uij|  (9)

31、其中，u′ij为第i个故障后第j个发电厂相连母线的电压值，uij为第i个故障前第j个发电厂相连母线的电压值；

32、计算直流故障、直流群换相失败故障或最大容量单台发电机故障退出运行后，火电机组对系统电压的贡献率指标vj，

33、

34、根据vj值将火电厂从小到大排序，形成火电机组可关停序列；

35、根据火电机组可关停序列，逐台关停火电机组直到节点的最大电压变化量或直流多馈入短路比达到设定阈值，将此时的火电机组总容量作为满足电压稳定约束的火电机组第二最小开机容量pumin，

36、

37、进一步的，基于联络线，将省级电网划分为多个分区，包括：

38、根据关键联络线的最大限制功率，将省级电网内部分为k个分区，使得各分区依靠关键联络线连接。

39、进一步的，根据所述第一最小开机容量和第二最小开机容量，计算各个分区的火电机组最小开机容量，包括：

40、计算各个分区的火电机组最小开机容量pgmin的具体公式为：

41、pgmin＝max(pumin,pgnmin)(12)

42、将火电机组最小开机容量pgmin分配到各分区，具体公式为：

43、

44、pgk为第k个分区的火电最小开机容量；prunk为第k个分区的常规机组装机容量。

45、进一步的，判断各个分区的新能源消纳率是否达到限值的步骤之后，还包括：

46、若未达到限值，则增加各个分区的新能源装机容量；

47、若超过限值，则减少各个分区的新能源装机容量。

48、本发明同时提供一种用于省级电网新能源承载规模的确认系统，包括：

49、第一最小开机容量确定模块，用于确定省级电网考虑频率稳定约束的火电机组的第一最小开机容量；

50、第二最小开机容量确定模块，用于确定省级电网考虑电压稳定约束的火电机组的第二最小开机容量；

51、分区容量计算模块，用于基于联络线，将省级电网划分为多个分区；根据所述第一最小开机容量和第二最小开机容量，计算各个分区的火电机组最小开机容量；

52、承载能力确定模块，用于根据设定新能源消纳率和各个分区的火电机组最小开机容量，通过生产模拟进行电力电量平衡计算，判断各个分区的新能源消纳率是否达到限值，若达到限值，则将各个分区的新能源装机容量总和，确定为省级电网新能源的承载能力。

53、进一步的，分区容量计算模块，包括：

54、分区最小容量计算子模块，用于计算各个分区的火电机组最小开机容量pgmin，其具体公式为：

55、pgmin＝max(pumin,pgnmin)

56、容量分配子模块，用于将火电机组最小开机容量pgmin分配到各分区，具体公式为：

57、

58、pgk为第k个分区的火电最小开机容量；prunk为第k个分区的常规机组装机容量。

59、进一步的，承载能力确定模块，还包括：

60、若未达到限值，则增加各个分区的新能源装机容量；

61、若超过限值，则减少各个分区的新能源装机容量。

62、本发明同时提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述权利要求中任一项所述的方法的步骤。

63、本发明提供的一种省级电网新能源承载规模的评估方法和系统，考虑了电压稳定、频率稳定和平衡约束，能够精确评估省级电网能够承载的新能源规模。