[发明专利]一种考虑规模化风电波动特性的电力系统实时平衡方法

摘要

本发明提供了一种考虑规模化风电波动特性的电力系统实时平衡方法，包括：实时获取电力系统的超短期电力负荷预测曲线、调度口径风电总出力的超短期功率预测曲线和各类机组运行数据；根据超短期电力负荷预测曲线和超短期功率预测曲线计算得到电力系统的净负荷功率曲线；根据净负荷功率曲线计算净负荷功率波动情况；根据获得的电力系统各类机组运行数据，分析电力系统中各类机组的安全约束条件，并确定符合安全约束条件的各类机组的快速调节能力；将净负荷功率波动情况与电力系统中各个机组的快速调节能力进行匹配，得到最佳的电力系统实时平衡方案。本发明为电力系统调度运行提供了实时平衡方案，保证电力系统的安全运行和清洁能源的最优消纳。

主权项

1.一种考虑规模化风电波动特性的电力系统实时平衡方法，其特征在于，包括：步骤S1：实时获取电力系统的超短期电力负荷预测曲线P_L、调度口径风电总出力的超短期功率预测曲线P_W和电力系统各类机组运行数据；其中，P_L＝[P_L1,P_L2,…P_LN]，P_W＝[P_W1,P_W2,…P_WN]，N为采样点个数且N为正整数，所述电力系统各类机组至少包括：电力系统中自动发电控制机组、非自动发电控制机组、抽水蓄能机组、联络线机组；步骤S2：根据步骤S1获取的电力系统的超短期电力负荷预测曲线P_L和调度口径风电总出力的超短期功率预测曲线P_W计算电力系统的净负荷功率曲线P_LD；其中，P_LD＝P_L‑P_W，P_LD＝[P_LD(1),P_LD(2),…,P_LD(N)]；步骤S3：根据步骤S2得到的净负荷功率曲线P_LD计算净负荷功率波动量ΔP_LD的最大正向波动ΔP_LD+和最大正向波动出现时刻T₊，以及最大反向波动ΔP_LD‑和最大反向波动出现时刻T_‑；其中，ΔP_LD(j‑1)＝P_LD(j)‑P_LD(j‑1)，2≤j≤N，ΔP_LD+＝MAX(ΔP_LD1,ΔP_LD2,…,ΔP_LD(N‑1))，ΔP_LD‑＝MIN(ΔP_LD1,ΔP_LD2,…,ΔP_LD(N‑1))；当ΔP_LD+＝ΔP_LDk,1≤k≤N‑1时，T₊＝k×ΔT，当ΔP_LD‑＝ΔP_LDh,1≤h≤N‑1时，T_‑＝h×ΔT，ΔT为采样时间间隔；步骤S4：根据步骤S1获得的电力系统各类机组运行数据，分析电力系统中各类机组的安全约束条件，并确定符合安全约束条件的各类机组在最大正向波动ΔP_LD+出现时刻T₊和最大反向波动ΔP_LD‑出现时刻T_‑的快速调节能力；步骤S5：将步骤S3获得的净负荷功率最大正反波动需求与步骤S4获得的电力系统中各类机组的快速调节能力进行匹配，得到最佳的电力系统实时平衡方案；步骤S5具体为：步骤S5.1：判断步骤S4得到的自动发电控制机组的快速调节能力是否满足步骤S3获得的净负荷功率最大正反波动需求，若满足则调用自动发电控制机组完成调节，得到最佳的电力系统实时平衡方案，若不满足执行步骤S5.2；步骤S5.2：根据自动发电控制机组的快速调节能力确定剩余的净负荷功率最大正反波动需求，判断非自动发电控制机组的快速调节能力是否满足剩余的净负荷功率最大正反波动需求，若满足则调用非自动发电控制机组完成调节，得到最佳的电力系统实时平衡方案，若不满足执行步骤S5.3；步骤S5.3：根据自动发电控制机组和非自动发电控制机组的快速调节能力确定剩余的净负荷功率最大正反波动需求，判断抽水蓄能电站的快速调节能力是否满足剩余的净负荷功率最大正反波动需求，若满足则调用抽水蓄能电站完成调节，得到最佳的电力系统实时平衡方案，若不满足执行步骤S5.4；步骤S5.4：根据自动发电控制机组、非自动发电控制机组和抽水蓄能电站的快速调节能力确定剩余的净负荷功率最大正反波动需求，判断调度范围内水电、风电最大可弃电出力是否满足剩余的净负荷功率最大正反波动需求，若满足则弃水弃风完成调节，得到最佳的电力系统实时平衡方案，若不满足执行步骤S5.5；步骤S5.5：根据自动发电控制机组、非自动发电控制机组和抽水蓄能电站的快速调节能力确定弃水弃风后剩余的净负荷功率最大正反波动需求，判断联络线机组的快速调节能力是否满足剩余的净负荷功率最大正反波动需求，若满足则调用联络线机组完成调节，得到最佳的电力系统实时平衡方案，若不满足执行步骤S5.6；步骤S5.6：根据自动发电控制机组、非自动发电控制机组、抽水蓄能电站和联络线机组的快速调节能力确定弃水弃风后剩余的净负荷功率最大正反波动需求，判断系统中未开机火电机组启停调峰是否满足剩余的净负荷功率最大正反波动需求，若满足则启停火电机组完成调节，得到最佳的电力系统实时平衡方案，若不满足执行步骤S5.7；步骤S5.7：采取直接切除负荷的方法，维持电力系统安全稳定运行；步骤S5.6中判断系统中未开机火电机组启停调峰是否满足剩余的净负荷功率最大正反波动需求的约束公式为：D_RHΔTS≤ΔP_shortage≤U_RHΔTS式中，ΔP_shortage表示剩余的净负荷功率最大正反向波动需求，U_RH表示未开机火电机组上爬坡速率，D_RH表示未火电机组下爬坡速率，S表示未开机火电机组台数。