[发明专利]基于SCED的日前发电计划光伏发电接纳能力分析方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统调度自动化技术领域，涉及一种基于SCED的日前发电计划光伏发电接纳能力分析方法。

背景技术

随着能源危机与环境污染问题的日益严峻，世界各国均把开发利用可持续的清洁能源作为未来的能源发展战略。其中，太阳能因资源丰富、受地域限制小、清洁等独特优点成为社会关注的热点。近年来，太阳能光伏发电技术得到了持续快速的发展。2009年，全球光伏发电新增装机容量7.2GW，累计装机容量超过22GW。预计到2030年光伏发电将占全球电力需求的9%。截至2010年底，中国光伏发电累计装机容量超过600MW，到2020年光伏发电装机容量将达到20GW。

光伏发电依赖于变化的气象条件，电力系统中整合光伏发电会带来如下挑战：（1）随机性：光伏发电出力受光照影响难以精确预测，预测准确度较低；（2）间歇性：光伏阵列的固有温度特性和组合特性可能会导致光伏电站出力减小，造成光伏发电出力在不同时段间剧烈波动，比如前一时段输出功率很高，到下一时段又跌落到较低水平。光伏发电的非理想电源特性，会影响电网自身的安全运行。

早期光伏电站容量较小，作为一种分布式电源，分散接入配电网络就地消纳，对于发电调度的影响可以忽略不计。中国的并网光伏发电呈现出“分散开发、低压就地接入”与“大规模集中开发、中高压接入”并举的发展特征。随着光伏电站规模和容量的不断扩大，光伏发电在电网发电资源中所占的比重逐步提高，大规模光伏发电并网对电力系统的影响也越来越显著。光伏发电的随机波动性和间歇性使其调度方式不同于常规机组，势必会给电网发电计划和调度方案的制定增加难度，严重时甚至会影响电网运行的安全。

在电力系统短期调度领域，为了保证光伏发电并网后电网调度运行的安全性，调度运行人员需要根据电网运行的实际情况，获得电网在当前条件下接纳光伏发电的能力，为下一步的短期计划编制与调度运行提供参考。因此，光伏发电调度领域迫切需要一种有效的评估分析方法，以获取电网的光伏发电接纳能力。

电网接纳光伏发电能力，受到电网安全经济运行相关方面的制约和影响，如调频调峰的限制、光伏发电特性的限制、静态潮流的限制、暂态稳定的限制、无功及电压的限制等。关于电网接纳光伏发电的能力，尚无明确的定义及标准的计算方法，对于不同的应用领域，分析光伏发电接纳能力所考虑的因素不同，决定了分析方法的不同。在电网接纳光伏发电能力分析中，通常的处理是从光伏电站规划角度，考虑运行方式、扰动方式、稳定判据等因素，用于决策最大光伏电站建设容量，即光伏发电穿透功率极限，这类评估方法不适用于短期调度运行领域；还有一些评估方法从单一角度来评估光伏发电接纳能力，如调峰等，通过建立代数模型对电网光伏发电接纳能力进行分析，但难以保证分析结果有效性和实用性。

发明内容

本发明实施的目的在于提供一种基于SCED的日前发电计划光伏发电接纳能力分析方法，统一协调考虑电力系统短期调度运行的安全性、调峰性等因素，根据确定的原则优化光伏电站上网出力，决策出在当前电网条件下，满足短期调度运行要求的电网光伏发电接纳能力结果。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种适用于电网短期调度运行的电网光伏发电接纳能力优化分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)确定需要分析的区域范围，基于电网的物理模型和经济模型，根据系统平衡约束、机组运行约束、电网安全约束，在常规机组开停机方案已知的条件下，建立安全约束经济调度（security constrained economic dispatch，SCED)模型，实现机组出力计划与电网安全的联合优化以及发电计划的多时段整体优化；

安全约束经济调度模型为：

目标函数：

minF      （1）

约束条件：