一種多類型電源分散并網(wǎng)的可信容量計(jì)算方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多類型電源分散并網(wǎng)的可信容量計(jì)算方法，它包括下述步驟：步驟1、用虛擬發(fā)電廠對多類型電源進(jìn)行整合，根據(jù)多類型電源自身的出力特征、所在網(wǎng)絡(luò)信息和電網(wǎng)結(jié)算方式，制定各小時(shí)多類型電源的日發(fā)電計(jì)劃，形成虛擬發(fā)電廠日調(diào)度模型；步驟2、用序貫蒙特卡洛抽樣的方法，對虛擬發(fā)電廠內(nèi)的風(fēng)速、來水信息和線路的隨機(jī)故障進(jìn)行模擬仿真，結(jié)合日調(diào)度模型，得到虛擬發(fā)電廠的年時(shí)序出力曲線；步驟3、根據(jù)虛擬發(fā)電廠的年時(shí)序出力曲線和電網(wǎng)整體的年時(shí)序負(fù)荷曲線，基于等效電量函數(shù)法，采用有效載荷法計(jì)算虛擬發(fā)電廠的可信容量；本發(fā)明解決了采用傳統(tǒng)的基于等效電量函數(shù)的可信容量計(jì)算方法無法有效確定虛擬發(fā)電廠的可信容量等問題。
【專利說明】-種多類型電源分散并網(wǎng)的可信容量計(jì)算方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種多類型電源分散并網(wǎng)的可信容量計(jì) 算方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 能源和環(huán)境問題促使W風(fēng)電為代表的清潔能源獲得了廣泛關(guān)注和迅速發(fā)展，目 前，風(fēng)電的利用呈現(xiàn)出大規(guī)模集中外送和分散并入高壓網(wǎng)的兩種典型模式，與大規(guī)模集中 并網(wǎng)電網(wǎng)外送不同，風(fēng)電分散并網(wǎng)高壓配網(wǎng)后，與本地的水電、火電等可控電源形成了多類 型互補(bǔ)電源群落；現(xiàn)階段研究人員提出采用虛擬發(fā)電廠理念管理本地的多類型電源，將多 類型電源積聚為單一虛擬機(jī)組參與電網(wǎng)運(yùn)行，但未考慮到長時(shí)間尺度內(nèi)線路故障、風(fēng)速隨 機(jī)變化等因素，由于虛擬發(fā)電廠中各電源具有出力特性各異及并網(wǎng)位置分散等特性，無法 有效確定虛擬發(fā)電廠的可信容量，該是是一個(gè)尚待解決的問題；傳統(tǒng)的基于等效電量函數(shù) 的可信容量計(jì)算方法中，分析對象均為火電或水電等具有可控特性的機(jī)組，無法解決具有 復(fù)雜出力特性的虛擬發(fā)電廠并網(wǎng)后的可信容量計(jì)算問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題；提供一種多類型電源分散并網(wǎng)的可信容量計(jì)算方法， W解決現(xiàn)有技術(shù)未考慮到長時(shí)間尺度內(nèi)線路故障、風(fēng)速隨機(jī)變化等因素，由于虛擬發(fā)電廠 中各電源具有出力特性各異及并網(wǎng)位置分散等特性，采用傳統(tǒng)的基于等效電量函數(shù)的可信 容量計(jì)算方法無法有效確定虛擬發(fā)電廠的可信容量等問題。
[0004] 本發(fā)明技術(shù)方案： 一種多類型電源分散并網(wǎng)的可信容量計(jì)算方法，它包括下述步驟： 步驟1、用虛擬發(fā)電廠對多類型電源進(jìn)行整合，虛擬發(fā)電廠根據(jù)多類型電源自身的出力 特征、所在網(wǎng)絡(luò)信息和電網(wǎng)結(jié)算方式，制定各小時(shí)多類型電源的日發(fā)電計(jì)劃，制定虛擬發(fā)電 廠日調(diào)度模型； 步驟2、用序貫蒙特卡洛抽樣的方法，對虛擬發(fā)電廠內(nèi)的風(fēng)速、來水信息和線路隨機(jī)故 障信息進(jìn)行模擬仿真，結(jié)合步驟1中的虛擬發(fā)電廠日調(diào)度模型，得到虛擬發(fā)電廠的年時(shí)序 出力曲線； 步驟3、根據(jù)虛擬發(fā)電廠的年時(shí)序出力曲線和電網(wǎng)整體的年時(shí)序負(fù)荷曲線，基于等效電 量函數(shù)法，采用有效載荷法計(jì)算虛擬發(fā)電廠的可信容量。
[0005] 所述的虛擬發(fā)電廠日調(diào)度模型其形成方法包括下述步驟： 步驟A、對多類型電源的出力進(jìn)行建模分析； 步驟B、制定虛擬發(fā)電廠的日調(diào)度模型。
[0006] 所述的多類型電源的出力進(jìn)行建模分析，它包括： 風(fēng)電場建模分析：風(fēng)電由風(fēng)能驅(qū)動(dòng)，單臺(tái)風(fēng)機(jī)的有功輸出特性可表示為：

【權(quán)利要求】
1. 一種多類型電源分散并網(wǎng)的可信容量計(jì)算方法，它包括下述步驟： 步驟1、用虛擬發(fā)電廠對多類型電源進(jìn)行整合，虛擬發(fā)電廠根據(jù)多類型電源自身的出力 特征、所在網(wǎng)絡(luò)信息和電網(wǎng)結(jié)算方式，制定各小時(shí)多類型電源的日發(fā)電計(jì)劃，制定虛擬發(fā)電 廠日調(diào)度模型； 步驟2、用序貫蒙特卡洛抽樣的方法，對虛擬發(fā)電廠內(nèi)的風(fēng)速、來水信息和線路隨機(jī)故 障信息進(jìn)行模擬仿真，結(jié)合步驟1中的虛擬發(fā)電廠日調(diào)度模型，得到虛擬發(fā)電廠的年時(shí)序 出力曲線； 步驟3、根據(jù)虛擬發(fā)電廠的年時(shí)序出力曲線和電網(wǎng)整體的年時(shí)序負(fù)荷曲線，基于等效電 量函數(shù)法，采用有效載荷法計(jì)算虛擬發(fā)電廠的可信容量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多類型電源分散并網(wǎng)的可信容量計(jì)算方法，其特征在 于：所述的虛擬發(fā)電廠日調(diào)度模型其形成方法包括下述步驟： 步驟A、對多類型電源的出力進(jìn)行建模分析； 步驟B、制定虛擬發(fā)電廠的日調(diào)度模型。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多類型電源分散并網(wǎng)的可信容量計(jì)算方法，其特征在 于：所述的多類型電源的出力進(jìn)行建模分析，它包括： 風(fēng)電場建模分析：風(fēng)電由風(fēng)能驅(qū)動(dòng)，單臺(tái)風(fēng)機(jī)的有功輸出特性可表示為：
式中風(fēng)機(jī)i的有功輸出，單位麗；^為風(fēng)機(jī)i處風(fēng)速，單位m/s;匕、分別為風(fēng) 機(jī)的切入、切出風(fēng)速，單位m/s;Fraftl為風(fēng)機(jī)的額定風(fēng)速，m/s; 4為風(fēng)機(jī)的額定功率，麗； 水電機(jī)組建模分析：水電機(jī)組的出力特性包含能量轉(zhuǎn)化和容量約束兩方面，水電機(jī)組 的出力與發(fā)電水量間的計(jì)算公式如下：
式中：<%,.為水電機(jī)組滟水量-功率轉(zhuǎn)換系數(shù)，MWAHm3);私《Y為水電機(jī)組i小 時(shí)拍勺發(fā)電水量，Hm3。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種多類型電源分散并網(wǎng)的可信容量計(jì)算方法，其特征 在于：制定虛擬發(fā)電廠的日調(diào)度模型的方法為：初始化外部信息，所述外部信息包括水電 站的各小時(shí)的來水量，水電站的庫存容量，水電機(jī)組的出力特性、啟停特性，風(fēng)電場的出力 信息、備用容量需求系數(shù)，線路電抗、連接關(guān)系、輸送容量限制、各節(jié)點(diǎn)負(fù)荷和備用容量需求 系數(shù)，虛擬發(fā)電廠的上網(wǎng)電價(jià)，棄風(fēng)、棄水成本；虛擬發(fā)電廠的日調(diào)度模型為：
式中：6?P為小時(shí)（虛擬發(fā)電廠的上網(wǎng)電價(jià)，$/MWh; /?ez為小時(shí)（虛擬發(fā)電廠的上 網(wǎng)電量，MW:/? 為小時(shí)諷電場i的最大發(fā)電量，MW;/? $ 為小時(shí)諷電場i的 棄風(fēng)量，MW; &為虛擬發(fā)電廠內(nèi)風(fēng)電場集合；％為虛擬發(fā)電廠內(nèi)水電機(jī)組集合；為虛擬發(fā) 電廠內(nèi)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)集合；D/為調(diào)度步長；#為小時(shí)（節(jié)點(diǎn)注入功率與線路功率間的轉(zhuǎn)移因子 矩陣；/?辦?為小時(shí)洛支路上流過的功率向量，麗；L為支路集合；/?i/?為小時(shí)洛節(jié)點(diǎn) 的注入功率向量，MW;G為發(fā)電機(jī)與各節(jié)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)矩陣；/?/?小時(shí)力虛擬發(fā)電廠內(nèi)的負(fù) 荷向量，MW;CL為外送通道與各節(jié)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)矩陣；為支路h的最大、最小傳 輸功率，麗;r7為虛擬發(fā)電廠內(nèi)負(fù)荷所需正備用容量系數(shù)；&"、為虛擬發(fā)電廠內(nèi)風(fēng)電所 需正、負(fù)備用系數(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種多類型電源分散并網(wǎng)的可信容量計(jì)算方法，其特征 在于：虛擬發(fā)電廠的日調(diào)度模型通過線性規(guī)劃的方法進(jìn)行求解。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多類型電源分散并網(wǎng)的可信容量計(jì)算方法，其特征在 于：虛擬發(fā)電廠的年時(shí)序出力曲線的獲得方法為：初始化外部信息，所述外部信息包括虛 擬發(fā)電廠內(nèi)各線路的故障率、修復(fù)時(shí)間、風(fēng)速和各水電站來水年分布信息；用序貫蒙特卡洛 仿真分析方法對虛擬發(fā)電廠內(nèi)各小時(shí)的來水量、風(fēng)電場功率和線路的隨機(jī)故障進(jìn)行逐年抽 樣；利用虛擬發(fā)電廠的日調(diào)度模型，對虛擬發(fā)電廠進(jìn)行逐日模擬仿真，獲得每天各小時(shí)的虛 擬發(fā)電廠的出力信息為[/?ez，/2 6^，…，/24 最后獲得虛擬發(fā)電廠一年內(nèi)各小時(shí) 的期望出力信息[/?ez，/? …，用760ez]，得到虛擬發(fā)電廠的年時(shí)序出力曲線。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多類型電源分散并網(wǎng)的可信容量計(jì)算方法,其特征 在于：虛擬發(fā)電廠可信容量的計(jì)算方法為：初始化外部信息，所述外部信息包括電網(wǎng)內(nèi) 火電機(jī)組的裝機(jī)容量G、各火電機(jī)組的強(qiáng)迫停運(yùn)率/^/?,.和電網(wǎng)一年各小時(shí)的負(fù)荷水平 采用等效電量函數(shù)法，獲得電網(wǎng)當(dāng)前的可靠性指標(biāo)LOLPtl;結(jié)合虛擬發(fā)電廠年時(shí)序出 力曲線和電網(wǎng)整體的年時(shí)序負(fù)荷曲線獲得虛擬發(fā)電廠并網(wǎng)后電網(wǎng)的凈負(fù)荷曲線： Pm: = ^Pcrid -P這 式中』為負(fù)荷增長系數(shù)；則虛擬發(fā)電廠的可信容量計(jì)算公式為：
【文檔編號(hào)】G06Q50/06GK104504606SQ201410397309
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年8月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月14日
【發(fā)明者】文賢馗, 趙天陽, 徐梅梅, 劉文霞, 肖永, 張建華, 陳建國, 杜翠, 林呈輝, 顧威, 范強(qiáng), 徐玉韜 申請人:貴州電力試驗(yàn)研究院, 華北電力大學(xué)