一種區域電網風電發展的規劃方法技術

本發明專利技術提供一種區域電網風電發展的規劃方法，包括以下步驟：建立多時空尺度的常規機組出力模型；建立常規機組出力特性表征方程；建立風電機組出力模型；建立基于多時空尺度的生產模擬計算模型；校核區域電網穩定性。本發明專利技術提供的區域電網風電發展的規劃方法，建立基于電力系統生產模擬的區域風電規劃模型，建立風電消納水平衡量指標。通過分析大規模風電并網后電力系統發、輸、用各個環節運行情況，分析地區風電出力與負荷的相關性和區域常規電源在不同季節的調峰能力，優化考慮安全約束的常規電源開機組合，開展電力系統生產模擬研究，在連續時間序列上分析了風電電量消納情況及常規電源運行情況。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術提供，包括以下步驟：建立多時空尺度的常規機組出力模型；建立常規機組出力特性表征方程；建立風電機組出力模型；建立基于多時空尺度的生產模擬計算模型；校核區域電網穩定性。本專利技術提供的區域電網風電發展的規劃方法，建立基于電力系統生產模擬的區域風電規劃模型，建立風電消納水平衡量指標。通過分析大規模風電并網后電力系統發、輸、用各個環節運行情況，分析地區風電出力與負荷的相關性和區域常規電源在不同季節的調峰能力，優化考慮安全約束的常規電源開機組合，開展電力系統生產模擬研究，在連續時間序列上分析了風電電量消納情況及常規電源運行情況。【專利說明】—種區域電網風電發展的規劃方法
本專利技術屬于電力系統規劃領域，具體涉及。
技術介紹
我國政府高度重視風電發展，把加快發展風電作為優化能源結構、推動能源生產方式變革，構建安全、穩定、經濟、清潔的現代能源產業體系的重大戰略舉措，“十一五”以來實施了《可再生能源法》，制定了鼓勵風電發展的區域電價、費用分攤、優先并網等一系列支持政策和配套措施，推動了我國風電高速度、大規模、高水平發展，取得舉世矚目的成就。2012年底，我國并網風電達到6083萬千瓦，超過美國躍居世界第一，其中內蒙東部、內蒙西部、甘肅酒泉、河北北部4個地區風電裝機占比均超過20%，與德國17%、西班牙21%的水平相當。蒙東、蒙西、甘肅風電日發電量占用電量的比例最高分別達到72%、28%、26%，達到世界先進水平。2006年以來，全國新增風電裝機5800多萬千瓦，實現了風電從200萬千瓦到6000萬千瓦的巨大跨越，用5年半時間走過了美國、歐洲15年的風電發展歷程。另一方面，按照國家風電發展規劃，2015年我國風電規模將達到I億千瓦，建設河北、蒙東、蒙西、吉林、甘肅、山東、江蘇、新疆和黑龍江等風電基地，到2020年全國風電裝機超過2億千瓦，80%以上集中在遠離負荷中心、消納風電能力十分有限的“三北”地區，這意味著我國不能像美國、西班牙等風電資源分散的國家那樣，通過接入10千伏及以下配電系統就地消納風電來實現風電大規模發展。針對我國風電發展相對集中的特點,考慮風電出力隨機性、間歇性和不可控性等固有特性的影響，采用典型運行方式分析斷面電力平衡的傳統規劃方法，無法有效反映風電出力的實時波動性對系統的影響，迫切需要研究實現風電與電網統一協調發展的風電并網分析方法為風電與電網運行和規劃提供技術支撐。
技術實現思路
為了克服上述現有技術的不足，本專利技術提供，建立基于電力系統生產模擬的區域風電規劃模型，建立風電消納水平衡量指標。通過分析大規模風電并網后電力系統發、輸、用各個環節運行情況，分析地區風電出力與負荷的相關性和區域常規電源在不同季節的調峰能力，優化考慮安全約束的常規電源開機組合，開展電力系統生產模擬研究，在連續時間序列上分析了風電電量消納情況及常規電源運行情況。為了實現上述專利技術目的，本專利技術采取如下技術方案:本專利技術提供，所述方法包括以下步驟:步驟1:建立多時空尺度的常規機組出力模型；步驟2:建立常規機組出力特性表征方程；步驟3:建立風電機組出力模型；步驟4:建立基于多時空尺度的生產模擬計算模型；步驟5:校核區域電網穩定性。所述步驟I中，根據區域內電源類型及裝機情況，分析不同季節不同接入點的發電機組的發電能力和運行特性，建立多時空尺度的常規機組出力模型；所述常規機組出力模型包括火電機組出力模型和水電機組出力模型。所述火電機組出力模型中，火力發電廠的供熱式火電機組包括背壓式熱電機組和抽氣式熱電機組；(I)背壓式熱電機組工作特性如下:【權利要求】1.，其特征在于:所述方法包括以下步驟: 步驟1:建立多時空尺度的常規機組出力模型； 步驟2:建立常規機組出力特性表征方程； 步驟3:建立風電機組出力模型； 步驟4:建立基于多時空尺度的生產模擬計算模型； 步驟5:校核區域電網穩定性。2.根據權利要求1所述的區域電網風電發展的規劃方法，其特征在于:所述步驟I中，根據區域內電源類型及裝機情況，分析不同季節不同接入點的發電機組的發電能力和運行特性，建立多時空尺度的常規機組出力模型；所述常規機組出力模型包括火電機組出力模型和水電機組出力模型。3.根據權利要求2所述的區域電網風電發展的規劃方法，其特征在于:所述火電機組出力模型中，火力發電廠的供熱式火電機組包括背壓式熱電機組和抽氣式熱電機組； (1)背壓式熱電機組工作特性如下: 4.根據權利要求2所述的區域電網風電發展的規劃方法，其特征在于:所述水電機組出力模型中，水電廠的水電機組包括徑流式水電機組和水庫式水電機組； (1)徑流式水電機組的工作特性如下: 5.根據權利要求1所述的區域電網風電發展的規劃方法，其特征在于:所述2中，常規機組出力特性包括發電功率和啟停時間；常規機組出力特性表征方程如下: (O發電功率表征方程為: Pimin ^ Pi ≥ Pimax (5) 其中，Pi為第i臺發電機組的發電功率， 6.根據權利要求1所述的區域電網風電發展的規劃方法，其特征在于:所述步驟3中，分析區域風資源、風電歷史出力特性、風電運行季節性特性和地域性特性，建立風電機組出力模型。7.根據權利要求6所述的區域電網風電發展的規劃方法，其特征在于:所述風電機組出力模型如下: 8.根據權利要求1所述的區域電網風電發展的規劃方法，其特征在于:所述步驟4中，建立包含大規模風電的多時空尺度的生產模擬計算模型，過程如下: 生產模擬計算模型的目標函數是最大風電消納空間，有 9.根據權利要求1所述的區域電網風電發展的規劃方法，其特征在于:所述步驟5包括以下步驟: 步驟5-1:通過分析所述生產模擬計算模型，得到運行指標；所述運行指標包括常規機組運行指標、風電機組運行指標和區域電網運行經濟性指標； 所述常規機組運行指標包括火電機組利用小時數、火電機組啟停次數和費用和火電發電量；所述風電機組運行指標包括風電發電量、風電利用小時數和風電受阻電量，所述區域電網運行經濟性指標包括常規機組參與調峰補償費用、風電機組不同裝機容量對風電和火電運行的影響； 步驟5-2:通過所述生產模擬計算模型，進行風力發電可接納容量的計算； 步驟5-3:根據電網網架約束判斷各項運行指標是否合理，若合理，則計算結束，表明該區域電網具有穩定性，否則調整風電發展規劃后，重新進行區域電網生產模擬計算； 其中電網網架約束包括發電功率約束、潮流約束和電壓約束。10.根據權利要求9所述的區域電網風電發展的規劃方法，其特征在于:所述步驟5-2中，風力發電可接納容量由電網調峰容量決定，t時段的風力發電可接納容量的表達式如下: 【文檔編號】G06Q50/06GK103955862SQ201410139069【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月9日 優先權日:2014年4月9日 【專利技術者】李琰, 遲永寧, 李俊峰, 張佐巖, 魏林君, 李建鋒, 呂鳴鏑, 耿丹, 趙琳, 胡開元, 唐文倩, 王真, 張占奎, 白宏, 蘇媛媛 申請人:國家電網公司, 中國電力科學研究院, 中電普瑞張北風電研究檢測有限公司, 中國循環經濟協會, 國網黑龍江省電力有限公司, 江蘇省電力公司本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種區域電網風電發展的規劃方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：步驟1：建立多時空尺度的常規機組出力模型；步驟2：建立常規機組出力特性表征方程；步驟3：建立風電機組出力模型；步驟4：建立基于多時空尺度的生產模擬計算模型；步驟5：校核區域電網穩定性。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李琰，遲永寧，李俊峰，張佐巖，魏林君，李建鋒，呂鳴鏑，耿丹，趙琳，胡開元，唐文倩，王真，張占奎，白宏，蘇媛媛，
申請(專利權)人：國家電網公司，中國電力科學研究院，中電普瑞張北風電研究檢測有限公司，中國循環經濟協會，國網黑龍江省電力有限公司，江蘇省電力公司，
類型：發明
國別省市：北京;11