专利名称：一种用于间歇性电源高渗透电网规划的安全性评估方法
技术领域：
本发明属于电力系统领域，具体涉及一种用于间歇性电源高渗透电网规划的安全性评估方法。
背景技术：
间歇性电源装机容量与电网负荷峰值的比率称为间歇性电源的容量渗透率，间歇性电源的容量渗透率也称穿透率。间歇性电源接入会对电网产生多方面的影响，随着间歇性电源在电网中渗透率的增大,对电网的影响也相应地增大。从国内外大停电事件发生的过程看，部分大停电事件与电网故障前电源发电能力降低的状态密切相关。目前国内外针对上述情况的风险评估尚未见形成一套方法。因此北美可靠性协会NERC在一份特别报告中指出，为了适应间歇性电源的高渗透率，用于此类电网规划设计和运行管理的方法均需改进，电网规划需要采用更全面的综合方法，包括采用更好的仿真工具对电网的安全稳定性进行评估，使所选的电网规划方案满足可靠性水平的要求。另一方面，中国部分地区风能、光伏等能源资源丰富，随着这些能源的开发利用，这些地区的电网也将逐步发展为间歇性电源高渗透电网。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种用于间歇性电源高渗透电网规划的安全性评估方法，可将稳定设施费用和停电风险损失计入电网规划方案的综合年费用中，对方案进行安全性和经济性综合比选。为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案提供一种用于间歇性电源高渗透电网规划安全性评估方法，所述方法包括以下步骤步骤1:选定方案i ;步骤2 :分析典型运行方式稳定性；步骤3 :选择电力系统运行状态，并对其进行分析；步骤4 :对电网规划安全性进行评估。所述步骤I中，针对可行性、经济性目标以及电网安全性约束生成电网规划方案，并选择选定方案i。所述步骤2中，通过采取增强设施对选定的方案i安全性作进一步的分析；所述增强设施包括电厂动力系统模型、发电机功率保护模型、发电机电压保护模型、发电机失步保护模型、发电机过励磁保护模型、发电机定子过负荷保护模型、发电机失步保护模型、发电机复压过流保护模型、发电机频率异常保护模型、发电机低励失磁保护模型、发电机自动发电控制模型、负荷持续变化模型、过负荷自动切除线路模型、切除变压器模型和安全自动装置模型。所述步骤3包括以下步骤
步骤3-1 :选择电力系统运行状态；除了考虑发电系统的典型运行方式外，在发电系统状态列举分析中计及部分非间歇性大电源停运的静态组合，而非间歇性小机组的停运可忽略；发电系统某一单元素状态概率为
权利要求
1.一种用于间歇性电源高渗透电网规划安全性评估方法，其特征在于所述方法包括以下步骤 步骤1:选定方案i ; 步骤2 :分析典型运行方式稳定性； 步骤3 :选择电力系统运行状态，并对其进行分析； 步骤4 :对电网规划安全性进行评估。
2.根据权利要求1所述的用于间歇性电源高渗透电网规划安全性评估方法，其特征在于所述步骤I中，针对可行性、经济性目标以及电网安全性约束生成电网规划方案，并选择选定方案i。
3.根据权利要求1所述的用于间歇性电源高渗透电网规划安全性评估方法，其特征在于所述步骤2中，通过采取增强设施对选定的方案i安全性作进一步的分析； 所述增强设施包括电厂动力系统模型、发电机功率保护模型、发电机电压保护模型、发电机失步保护模型、发电机过励磁保护模型、发电机定子过负荷保护模型、发电机失步保护模型、发电机复压过流保护模型、发电机频率异常保护模型、发电机低励失磁保护模型、发电机自动发电控制模型、负荷持续变化模型、过负荷自动切除线路模型、切除变压器模型和安全自动装置模型。
4.根据权利要求1所述的用于间歇性电源高渗透电网规划安全性评估方法，其特征在于所述步骤3包括以下步骤 步骤3-1 :选择电力系统运行状态； 除了考虑发电系统的典型运行方式外，在发电系统状态列举分析中计及部分非间歇性大电源停运的静态组合，而非间歇性小机组的停运可忽略；发电系统某一单元素状态概率为 71 P{xL, X2,…，Xn) = pfl ql~xl ⑴ 1=1 其中，P(Xl，X2,…，Xn)表示发电系统某一单元素状态概率，Pi表示电源i可投入运行的概率，qi表示电源i不可投入运行的概率，n表示单元素个数，Xi表示电源i的状态，其中.(I 电源敗运Xi = {( 2 f Io电源i不投运 间歇性电源和非间歇性电源出力状态形成不同的状态组合及相应的组合状态概率，作为电网故障前的状态条件，分别用于电力系统运行状态分析； 步骤3-2 :采用蒙特卡罗法随机对选择的电力系统运行状态进行分析； 先对严重故障进行分析，如果严重故障条件下电力系统稳定，则同一元件发生严重程度较小的故障可判为稳定而不再枚举，从而减少计算量； 所述严重故障包括线路三相短路开关拒动、线路同杆并架异名相短路故障和直流闭锁故障。
5.根据权利要求1所述的用于间歇性电源高渗透电网规划安全性评估方法，其特征在于所述步骤4包括以下步骤步骤4-1 :按不同季节和不同运行方式分别对电网规划安全性进行评估； 停电经济损失风险RISK表示为 m nI RISK = C^ kt(I Pj (Z fre(i)DNS(0 Cii)) (3) ^=I i=l i^hj 其中，C是停电每kWh对应的经济损失;111为时段数；ni为第I时段发电系统状态数；第h为第I时段小时数与全年8760小时的比值；p]是第I时段故障前发电系统处于第j状态的概率Jlj为第I时段发电系统第j状态下导致停电的电网故障集；fre(i)是电网故障i发生的频率；DNS⑴是故障i导致停电所损失的负荷，Cli是故障i导致停电的时间。
6.根据权利要求1所述的用于间歇性电源高渗透电网规划安全性评估方法，其特征在于电力系统安全特性包括电力系统稳定特性和事件综合特性，所述事件综合特性包括事件发生概率特性、事件过程特性和事件后果特性，所述事件过程特性包括电力系统暂态过渡过程特性、连锁反应过程特性和应对处理特性。
7.根据权利要求1所述的用于间歇性电源高渗透电网规划的安全性评估方法，其特征在于电力系统安全性评估包括电网运行安全性评估和所述电网规划安全性评估。
全文摘要
本发明提供一种用于间歇性电源高渗透电网规划安全性评估方法，包括以下步骤选定方案i；分析典型运行方式稳定性；选择电力系统运行状态，并对其进行分析；对电网规划安全性进行评估。本发明将稳定设施费用和停电风险损失计入电网规划方案的综合年费用中，对方案进行安全性和经济性综合比选。
文档编号G06Q50/06GK102999809SQ20121044176
公开日2013年3月27日 申请日期2012年11月7日 优先权日2012年11月7日
发明者杨海涛, 陈西颖, 吴国旸, 贺庆, 宋新立, 丁剑 申请人:中国电力科学研究院, 国家电网公司