[发明专利]一种基于调峰约束的电网接纳光伏最大容量的计算方法

摘要

本发明公开了一种基于调峰约束的电网接纳光伏最大容量的计算方法，步骤如下（1）初始化研究地区光伏电站容量；（2）对步骤（1）获得的光伏出力数据进行分析；（3）采集当地负荷预测及常规机组数据；（4）计算光伏并网后电网所需的调频容量、电网下降调频容量和电网上升调频容量；（5）比较。本发明提出了基于天气状态分类的光伏出力分解方法，把光伏电站出力分解成某一类天气下的光伏电站典型时段出力和光伏短期出力波动，使光伏出力变得有律可寻。定量分析了光伏并网对电网调峰容量和电网调频容量的影响，并得到了电网接纳光伏电站最大容量的计算方法。本发明提供的方法简单快捷，能够快速得到某地区光伏接入的最大容量，避免出现光伏电站过度建设，出现大面积“弃光”现象。

主权项

一种基于调峰约束的电网接纳光伏最大容量的计算方法，其特征在于：步骤如下：(1)初始化研究地区光伏电站容量，收集当地已建光伏电站一段时间内的光伏出力数据或太阳辐射数据；(2)对步骤(1)获得的光伏出力数据，首先根据天气类型把光伏出力数据分类；然后对每一类光伏出力数据进行分析；(3)采集当地负荷预测及常规机组数据，并计算光伏电站并网前的电网的调峰容量Ppeak、光伏电站并网后的电网的调峰容量Lpeak和电网能提供的调峰容量Cpeak；所述光伏电站并网前电网的调峰容量Ppeak是指电网运行周期T内系统最大负荷与最小负荷的峰谷差，其计算公式如下：Ppeak＝max(PL(k))‑min(PL(k))      (6)；其中，max(PL(k))：电网时段负荷最大值；min(PL(k))：电网时段负荷的最小值；光伏电站并网后电网的调峰容量Lpeak为电网的最大净负荷与最小净负荷之差；其计算公式如下：Lpeak＝max(Lnet(k)‑min(Lnet(k))      (7)；其中，max(Lnet(k)：电网净负荷时段的最大值；min(Lnet(k))：电网净负荷时段的最小值；在电力系统运行中，为了充分利用可再生能源，并网光伏电站所发电量基本上是全盘接纳，因此把光伏出力处理成大小为负的负荷，与原始负荷叠加后得到电网净负荷；公式具体如下：其中，PL(k):表示为电网中所有负荷的有功功率之和；PPV，j(k)为并网第j座光伏电站的有功实时出力；m为光伏电站的总数；电网能够提供的调峰容量Cpeak计算公式如下：其中，ηg：电网调峰裕度系数；取一个调峰周期T，在周期内离散化取NT个时间段，忽略电网有功损耗，每个时间段内电网有功平衡要求为：其中，k＝{1，2，...，NT}，NT为电网运行周期的总时段数；PG，i(k)为电网中第i台发电机组的有功实时出力；n代表发电机组的总数；(4)计算光伏并网后电网所需的调频容量、电网下降调频容量和电网上升调频容量；电网上升调频容量和电网下降调频容量分别为：和其中，n表示发电机组的总数，i为发电机组的编号，RUi表示第i个机组单位时间内的最大上升速率；RDi表示第i个机组单位时间内最大下降速率；光伏并网后电网所需的调频容量为：其中，j表示光伏电站编号，m表示光伏电站总数，△PL表示电网负荷短期波动， △PPV，j表示第j个光伏电站在Δt时间尺度内的出力波动差，其计算公式如下：△PPV,j＝PPV,j(t+△t)‑PPV,j(t)        (11)；在每一个调峰时段内，光伏电站的短期功率波动都会给电网内机组调频带来压力，因此含光伏电站的电网有功平衡还需满足如下机组调频的约束：其中，Δt：考虑调频约束时的时间尺度；(5)比较光伏电站并网后的电网的调峰容量Lpeak和电网能提供的调峰容量Cpeak的大小；并比较光伏并网后所需的调频容量是否处于电网下降调频容量、电网上升调频容量限定的范围内；(6)若步骤(5)光伏电站并网后的电网的调峰容量Lpeak小于电网能提供的调峰容量Cpeak且光伏并网后所需的调频容量不处于电网下降调频容量、电网上升调频容量限定的范围内，则重复步骤(3)、步骤(4)；反之则输出电网接纳的光伏最大容量。