【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及新能源電網(wǎng)安全運行，尤其涉及一種沙塵暴天氣下新能源電網(wǎng)的韌性提升方法。
技術(shù)介紹
1、隨著電網(wǎng)能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，接入大量的新能源發(fā)電設(shè)備，標(biāo)志著傳統(tǒng)火力電網(wǎng)正逐步向新能源電網(wǎng)轉(zhuǎn)型。這一轉(zhuǎn)型不僅響應(yīng)了節(jié)能減排的號召，也有效應(yīng)對了全球氣候變化的挑戰(zhàn)。太陽能光熱發(fā)電作為一種新型的新能源發(fā)電形式，能夠與傳統(tǒng)火力發(fā)電形成互補，有效降低化石能源的消耗。為解決新能源發(fā)電設(shè)備出力的隨機性和不確定性的問題，儲能設(shè)備逐漸成為新能源電網(wǎng)不可或缺的一部分。
2、同時，電力系統(tǒng)的韌性是指系統(tǒng)在面對小概率高風(fēng)險的極端災(zāi)害時，能夠有效抵御災(zāi)害帶來的沖擊，并迅速恢復(fù)到正常運行狀態(tài)的能力。提升電力系統(tǒng)韌性是保障國家能源安全和社會穩(wěn)定的關(guān)鍵。
3、目前，相關(guān)研究主要集中在規(guī)劃和運行兩個方面，旨在通過制定相應(yīng)的策略來降低極端災(zāi)害對電力系統(tǒng)的影響。然而，現(xiàn)有的研究往往缺乏對新能源電網(wǎng)特性的深入探討，以及對不同災(zāi)害類型下系統(tǒng)響應(yīng)機制的全面理解，具體而言，沙塵暴等極端天氣事件對電力系統(tǒng)的沖擊尤為顯著。在系統(tǒng)層面，沙塵暴可能對輸電線路造成損壞，導(dǎo)致整體輸電能力下降。在設(shè)備層面，沙塵暴攜帶的附著物會導(dǎo)致光伏發(fā)電和光熱電站光照減弱，發(fā)電效率降低，甚至造成風(fēng)電機組停運。可知災(zāi)害發(fā)生時，存在電力系統(tǒng)面臨大規(guī)模停電、能源供應(yīng)中斷及災(zāi)后恢復(fù)困難等問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的是提供一種沙塵暴天氣下新能源電網(wǎng)的韌性提升方法，解決上述技術(shù)問題。
2、為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供了一
3、s1、構(gòu)建新能源電網(wǎng)模型，新能源電網(wǎng)模型包括新能源模型、火電機組模型和輸電網(wǎng)模型，其中新能源模型包括光熱電站、風(fēng)儲聯(lián)合系統(tǒng)和光儲聯(lián)合系統(tǒng)；
4、s2、基于步驟s1所述的新能源電網(wǎng)模型，構(gòu)建沙塵暴天氣下新能源電網(wǎng)影響模型，新能源電網(wǎng)影響模型包括輸電線路故障率模型和新能源機組影響模型；
5、s3、基于步驟s2所述的沙塵暴天氣下新能源電網(wǎng)影響模型制定韌性提升策略，韌性提升策略的目標(biāo)函數(shù)為負荷提升量和光伏發(fā)電總出力最大為目標(biāo)構(gòu)建模型，約束條件為：儲能設(shè)備約束、機組出力約束、節(jié)點功率平衡約束、支路潮流約束、維修約束和清潔約束。
6、優(yōu)選的，步驟s1所述的光熱電站包括集熱系統(tǒng)、儲熱系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)，其中
7、集熱系統(tǒng)表達式如下：
8、(1)；
9、(2)；
10、式中，為光熱電站的鏡場捕獲的有效光能；為太陽直射輻射；為鏡場有效受光面積；為鏡場定日鏡總面積；為鏡場最終提供的熱能；為集熱系統(tǒng)的能量損失；
11、儲熱系統(tǒng)表達式如下：
12、(3)；
13、(4)；
14、式中，為儲熱系統(tǒng)中存儲的熱量；為通過導(dǎo)熱介質(zhì)向發(fā)電機提供的熱能；為儲熱系統(tǒng)的熱能損失；為儲能損耗系數(shù)；
15、發(fā)電系統(tǒng)表達式如下：
16、(5)；
17、式中，為時刻光熱電站的電出力；為熱電轉(zhuǎn)換效率；表示時刻光熱電站的汽輪機組工作狀態(tài)；為汽輪機組啟動所消耗的能量。
18、優(yōu)選的，步驟s1所述的風(fēng)儲聯(lián)合系統(tǒng)表達式如下：
19、(6)；
20、(7)；
21、(8)；
22、(9)；
23、(10)；
24、(11)；
25、(12)；
26、式中，為時刻風(fēng)儲聯(lián)合系統(tǒng)的風(fēng)電機組的總輸出功率；為風(fēng)力發(fā)電機的額定功率；為時刻風(fēng)電機組所在區(qū)域的實際風(fēng)速；為切入風(fēng)速；為切出風(fēng)速；為啟動風(fēng)速；為風(fēng)電機組所能承受的最大風(fēng)速；為風(fēng)電機組向輸電網(wǎng)模型提供的電能；為風(fēng)電機組向儲能設(shè)備提供的電能；為與風(fēng)電機組相連的儲能設(shè)備時刻的儲電量；為與風(fēng)電機組相連的儲能設(shè)備時刻的儲電量；與分別表示充電效率和放電效率；為儲能設(shè)備釋放的電能；為時間步長；為時刻風(fēng)儲聯(lián)合系統(tǒng)向輸電網(wǎng)模型提供的電能；表示與風(fēng)電機組相連的儲能設(shè)備時刻的最大儲電量。
27、優(yōu)選的，步驟s1所述的光儲聯(lián)合系統(tǒng)表達式如下：
28、(13)；
29、(14)；
30、(15)；
31、(16)；
32、(17)；
33、(18)；
34、(19)；
35、式中，為光儲聯(lián)合系統(tǒng)的光伏機組的實際輸出功率；為標(biāo)準(zhǔn)條件下的光伏機組的額定輸出功率；為光伏機組接收的太陽輻射；為標(biāo)準(zhǔn)條件下的光照強度；為功率溫度系數(shù)；為工作條件下光伏板表面溫度；為標(biāo)準(zhǔn)條件下光伏板表面溫度；為光伏機組向儲能設(shè)備提供的電能；為儲能設(shè)備釋放電能；為與光伏機組相連儲能設(shè)備時刻的儲電量；為與光伏機組相連儲能設(shè)備時刻的儲電量；為光伏機組直接向輸電網(wǎng)模型提供的電能；為時刻光儲聯(lián)合系統(tǒng)向輸電網(wǎng)提供的電能；為光伏機組相連儲能設(shè)備時刻最大儲電量。
36、優(yōu)選的，步驟s2所述的輸電線路故障率模型表達式如下：
37、(20)；
38、式中，為輸電線路在時刻的故障率；為時刻輸電線路所受瞬時風(fēng)速；為輸電線路的設(shè)計風(fēng)速；為輸電線路最大能承受風(fēng)速；
39、為輸電線路故障率模型添加約束條件：沙塵暴移動軌跡，其表達式如下：
40、(21)；
41、式中，表示時刻沙塵暴所在位置；、分別表示沙塵暴初始位置的橫縱坐標(biāo)；表示沙塵暴的移動速度，且；表示沙塵暴移動方向與軸的夾角。
42、優(yōu)選的，步驟s2所述的新能源機組影響模型包括沙塵暴影響太陽直射輻射模型、沙塵暴影響光伏板模型、沙塵暴影響鏡場模型和沙塵暴影響風(fēng)電機組模型；
43、其中，沙塵暴影響太陽直射輻射模型基于iqbal參數(shù)化c模型以及沙塵暴天氣下氣溶膠吸收輻射系數(shù)變化情況構(gòu)建，其表達式如下：
44、(22)；
45、式中，為束輻射在各波段的透射率；為大氣上層太陽輻射；為臭氧吸收系數(shù)；為瑞利分子散射系數(shù)；為均勻混合氣體吸收系數(shù)；為氣溶膠吸收輻射系數(shù)；為水汽吸收輻射系數(shù)；
46、沙塵暴影響光伏板模型表達式如下：
47、(23)；
48、(24)；
49、式中，為積塵條件下的光伏板的透射率；為積塵條件下的光伏板玻璃透光率；為清潔條件下光伏板玻璃透光率；為誤差函數(shù)；為積塵密度；、、均表示沙塵暴相關(guān)參數(shù)；
50、沙塵暴影響鏡場模型表達式如下：
51、(25)；
52、(26)；
53、式中，為灰塵遮擋的總面積，單位為cm2；為灰塵顆粒半徑，單位為；為鏡場單位面積上灰塵的顆粒數(shù)量；為入射光線與鏡場表面的夾角；
54、沙塵暴影響風(fēng)電機組模型的執(zhí)行策略為在沙塵暴速度不小于20m/s時執(zhí)行停機操作。
55、優(yōu)選的，步驟s3所述的韌性提升策略的目標(biāo)函數(shù)如下：
56、(27)；
57、式中，為時刻完成對選本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種沙塵暴天氣下新能源電網(wǎng)的韌性提升方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沙塵暴天氣下新能源電網(wǎng)的韌性提升方法，其特征在于：步驟S1所述的光熱電站包括集熱系統(tǒng)、儲熱系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)，其中，
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種沙塵暴天氣下新能源電網(wǎng)的韌性提升方法，其特征在于：步驟S1所述的風(fēng)儲聯(lián)合系統(tǒng)表達式如下：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種沙塵暴天氣下新能源電網(wǎng)的韌性提升方法，其特征在于：步驟S1所述的光儲聯(lián)合系統(tǒng)表達式如下：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種沙塵暴天氣下新能源電網(wǎng)的韌性提升方法，其特征在于：步驟S2所述的輸電線路故障率模型表達式如下：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種沙塵暴天氣下新能源電網(wǎng)的韌性提升方法，其特征在于：步驟S2所述的新能源機組影響模型包括沙塵暴影響太陽直射輻射模型、沙塵暴影響光伏板模型、沙塵暴影響鏡場模型和沙塵暴影響風(fēng)電機組模型；
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種沙塵暴天氣下新能源電網(wǎng)的韌性提升方法，其特征在于：步驟S3所述的韌性提升策略的目標(biāo)函數(shù)如下：
【技術(shù)特征摘要】
1.一種沙塵暴天氣下新能源電網(wǎng)的韌性提升方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沙塵暴天氣下新能源電網(wǎng)的韌性提升方法，其特征在于：步驟s1所述的光熱電站包括集熱系統(tǒng)、儲熱系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)，其中，
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種沙塵暴天氣下新能源電網(wǎng)的韌性提升方法，其特征在于：步驟s1所述的風(fēng)儲聯(lián)合系統(tǒng)表達式如下：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種沙塵暴天氣下新能源電網(wǎng)的韌性提升方法，其特征在于：步驟s1所述的光儲聯(lián)合系統(tǒng)表達式如下：
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉傲，楚云飛，王勇，張大弛，李博強，王雨薇，史坤鵬，許鐸，楊鳴，閆佳博，王長江，李雪，
申請(專利權(quán))人：國網(wǎng)吉林省電力有限公司經(jīng)濟技術(shù)研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。