一种基于区域电网变负荷下接纳风电功率测算方法与流程

本发明专利涉及一种区域电网变负荷下能够接纳风力发电功率的测算方法。

背景技术：

由于风力发电机的输出功率具有随机性、间歇性的特点，当将风力发电机并入到现有的区域电网时，由于区域电网的负荷在不停地变化，区域电网的调峰裕度不同，如何较准确地动态地测算区域电网的风电接纳能力，以保证区域电网在低谷负荷时，风力发电功率和区域电网中其它的发电功率总和与区域电网的用电总负荷功率保持平衡，成为区域调度运行的难题。随着区域电网中风电比重的不断增加，风电对上述功率保持平衡的影响也越来越大。区域电网的风电功率接纳能力受很多因素的影响，如：区域负荷峰谷差、区域送电功率/受电功率及其峰谷差、不同类型发电机组的调峰能力、上/下旋转备用容量等因素的影响。但目前开展的区域电网风电功率接纳能力测算大多是凭经验对以上因素进行粗略的估算或只考虑其中某几个因素的影响，导致风电接纳功率可信度差，区域电网风电功率接纳不合理，甚至在低谷负荷时，需要启停火电机组进行调峰，给电力调度与发电企业造成很大压力，严重影响区域电网的安全稳定运行。

技术实现要素：

本发明提供了一种基于区域电网变负荷下接纳风电功率测算方法，解决了现有的区域电网接纳风电功率测算不合理、可信度差的技术问题。

本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：

一种基于区域电网变负荷下接纳风电功率测算方法，包括以下步骤：

先确定区域电网的最小开机方式，计算出该方式下区域电网的高峰负荷与区域电网的风电接纳功率，即第一点，具体步骤如下：

第一步、将风力发电机接入到区域电网中，获取区域电网中各类发电机的基础发电功率，包括：风力发电基础功率、光伏机组基础功率、常规水电机组基础功率、抽水蓄能机组基础发电功率、供热机组基础功率、非供热机组基础功率，将各类机组基础功率相加得到区域电网总的最小发电功率；

第二步、获取区域电网的高峰外送功率、区域电网的高峰旋转备用容量、区域电网的高峰内受功率，先将区域电网总的最小发电功率加上区域电网的高峰内受功率，得到的和减去区域电网的高峰外送功率，再减去区域电网的高峰旋转备用容量，得到区域电网的高峰负荷；

第三步、用区域电网的高峰负荷减去非供热机组的调峰率的差值乘以非供热机组的基础功率得到非供热机组的发电功率下限值；用区域电网的高峰负荷减去供热机组的调峰率的差值乘以供热机组基础发电功率 得到供热机组的发电功率下限值；抽水蓄能机组基础发电功率折算出抽水蓄能机组基础抽水功率；

第四步、将非供热机组的发电功率下限值加上供热机组的发电功率下限值，得到的和减去抽水蓄能机组基础抽水功率，得到区域电网的发电功率下限值；

第五步、用区域电网的高峰负荷减去区域电网的高峰负荷的峰谷差率，得到的差值乘以区域电网的高峰负荷，得到区域电网的低谷负荷；用区域电网的高峰负荷减去区域电网的高峰外送功率的峰谷差率，得到的差值乘以区域电网的高峰外送功率，得到区域电网的低谷外送功率；用区域电网的高峰负荷减去区域电网的高峰内受功率的峰谷差率，得到的差值乘以区域电网的高峰内受功率，得到区域电网的低谷内受功率；

第六步、将区域电网的低谷负荷加上区域电网的低谷外送功率，得到的和减去区域电网的低谷内受功率，再减去区域电网的低谷旋转备用容量，得到区域电网的低谷负荷需求；

第七步、将区域电网的低谷负荷需求减去区域电网的发电功率下限值，得到区域电网最小开机方式下，区域电网的风电接纳功率；

然后基于区域电网的最小开机方式，计算出风电接纳功率为0时对应的区域电网的高峰负荷，即第二点，具体步骤如下：

第八步、将区域电网的各发电机组分类为：风力发电基础功率、光伏机组基础功率、常规水电机组基础功率、抽水蓄能机组基础发电功率、供热机组基础功率、非供热机组基础功率，获取区域电网中各类发电机的基础发电功率；

第九步、用区域电网的高峰负荷减去非供热机组的调峰率的差值乘以非供热机组的基础功率 得到非供热机组的发电功率下限值；用区域电网的高峰负荷减去供热机组的调峰率的差值乘以供热机组基础发电功率 得到供热机组的发电功率下限值；抽水蓄能机组基础发电功率折算出抽水蓄能机组基础抽水功率；

第十步、将非供热机组的发电功率下限值加上供热机组的发电功率下限值，得到的和减去抽水蓄能机组基础抽水功率，得到区域电网的发电功率下限值；

第十一步、区域电网风电接纳功率为0时，区域电网的低谷负荷需求等于区域电网的发电功率下限值；

第十二步、用区域电网的高峰负荷减去区域电网的高峰外送功率的峰谷差率，得到的差值乘以区域电网的高峰外送功率，得到区域电网的低谷外送功率；用区域电网的高峰负荷减去区域电网的高峰内受功率的峰谷差率，得到的差值乘以区域电网的高峰内受功率，得到区域电网的低谷内受功率；

第十三步、将区域电网的低谷负荷需求加上区域电网的低谷内受功率，得到的和再加上区域电网的低谷转备用容量，得到的和减去区域电网的外送功率，得到区域电网的低谷负荷；

第十四步、将区域电网的低谷负荷除以用区域电网的高峰负荷减去区域电网的高峰负荷的峰谷差率的差值，得到区域电网的最小开机方式下风电接纳功率为0时区域电网的高峰负荷；

再然后基于区域电网最大开机方式，计算出该方式下区域电网的高峰负荷与区域电网的风电接纳功率，即第三点，具体步骤如下：

第十五步、将区域电网的各发电机组分类为：风力发电基础功率、光伏机组基础功率、常规水电机组基础功率、抽水蓄能机组基础发电功率、供热机组最大功率、非供热机组最大功率，将各类机组功率相加得到区域电网总的最大发电功率；

第十六步、获取区域电网的高峰外送功率、区域电网的高峰旋转备用容量、区域电网的高峰内受功率，先将区域电网总的最大发电功率加上区域电网的高峰内受功率，得到的和减去区域电网的高峰外送功率，再减去区域电网的高峰旋转备用容量，得到区域电网的高峰负荷；

第十七步、用区域电网的高峰负荷减去非供热机组的调峰率的差值乘以非供热机组的基础功率得到非供热机组的发电功率下限值；用区域电网的高峰负荷减去供热机组的调峰率的差值乘以供热机组基础发电功率得到供热机组的发电功率下限值；抽水蓄能机组基础发电功率折算出抽水蓄能机组基础抽水功率；

第十八步、将非供热机组的发电功率下限值加上供热机组的发电功率下限值，得到的和减去抽水蓄能机组基础抽水功率，得到区域电网的发电功率下限值；

第十九步、用区域电网的高峰负荷减去区域电网的高峰负荷的峰谷差率，得到的差值乘以区域电网的高峰负荷，得到区域电网的低谷负荷；用区域电网的高峰负荷减去区域电网的高峰外送功率的峰谷差率，得到的差值乘以区域电网的高峰外送功率，得到区域电网的低谷外送功率；用区域电网的高峰负荷减去区域电网的高峰内受功率的峰谷差率，得到的差值乘以区域电网的高峰内受功率，得到区域电网的低谷内受功率；

第二十步、将区域电网的低谷负荷加上区域电网的低谷外送功率，得到的和减去区域电网的低谷内受功率，再减去区域电网的低谷转备用容量，得到区域电网的低谷负荷需求；

第二十一步、将区域电网的低谷负荷需求减去区域电网的发电功率下限值，得到区域电网最大开机方式下的风电接纳功率；

最后建立直角坐标系，横坐标为区域电网的高峰负荷，纵坐标为风电接纳功率，绘制以上三个点，分别将第一点与第二点、第一点与第三点用平滑的线段连接；即绘制出基于区域电网负荷变化情况下风电接纳功率曲线。

本发明曲线图简单明了、直观准确地反映不同区域电网高峰负荷条件下的风电接纳功率，为调度运行提供技术支撑，减轻了调度运行人员的运行压力，强力保障了电网的安全稳定运行。

附图说明

图1是区域电网高峰用电负荷与高峰发电机组发电功率之间的关系图；

图2是区域电网低谷用电负荷与低谷发电机组发电功率之间的关系图；

图3是基于区域电网负荷变化情况下风电接纳功率曲线图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

一种基于区域电网变负荷下接纳风电功率测算方法，包括以下步骤：

先确定区域电网的最小开机方式，计算出该方式下区域电网的高峰负荷与区域电网的风电接纳功率，即第一点，具体步骤如下：

第一步、将风力发电机接入到区域电网中，获取区域电网中各类发电机的基础发电功率，包括：风力发电基础功率6、光伏机组基础功率7、常规水电机组基础功率8、抽水蓄能机组基础发电功率9、供热机组基础功率10、非供热机组基础功率11，将各类机组基础功率相加得到区域电网总的最小发电功率5；

第二步、获取区域电网的高峰外送功率2、区域电网的高峰旋转备用容量3、区域电网的高峰内受功率4，先将区域电网总的最小发电功率5加上区域电网的高峰内受功率4，得到的和减去区域电网的高峰外送功率2，再减去区域电网的高峰旋转备用容量3，得到区域电网的高峰负荷1；

第三步、用区域电网的高峰负荷1减去非供热机组的调峰率的差值乘以非供热机组的基础功率11 得到非供热机组的发电功率下限值19；用1减去供热机组的调峰率的差值乘以供热机组基础发电功率10 得到供热机组的发电功率下限值20；抽水蓄能机组基础发电功率9折算出抽水蓄能机组基础抽水功率17；

第四步、将非供热机组的发电功率下限值19加上供热机组的发电功率下限值20，得到的和减去抽水蓄能机组基础抽水功率17，得到区域电网的发电功率下限值18；

第五步、用区域电网的高峰负荷1减去区域电网的高峰负荷的峰谷差率，得到的差值乘以区域电网的高峰负荷1，得到区域电网的低谷负荷12；用区域电网的高峰负荷1减去区域电网的高峰外送功率的峰谷差率，得到的差值乘以区域电网的高峰外送功率2，得到区域电网的低谷外送功率13；用区域电网的高峰负荷1减去区域电网的高峰内受功率的峰谷差率，得到的差值乘以区域电网的高峰内受功率4，得到区域电网的低谷内受功率14；

第六步、将区域电网的低谷负荷12加上区域电网的低谷外送功率13，得到的和减去区域电网的低谷内受功率14，再减去区域电网的低谷旋转备用容量15，得到区域电网的低谷负荷需求16；

第七步、将区域电网的低谷负荷需求16减去区域电网的发电功率下限值18，得到区域电网最小开机方式下，区域电网的风电接纳功率；

然后基于区域电网的最小开机方式，计算出风电接纳功率为0时对应的区域电网的高峰负荷，即第二点，具体步骤如下：

第八步、将区域电网的各发电机组分类为：风力发电基础功率6、光伏机组基础功率7、常规水电机组基础功率8、抽水蓄能机组基础发电功率9、供热机组基础功率10、非供热机组基础功率11，获取区域电网中各类发电机的基础发电功率；

第九步、用区域电网的高峰负荷1减去非供热机组的调峰率的差值乘以非供热机组的基础功率11 得到非供热机组的发电功率下限值19；用区域电网的高峰负荷1减去供热机组的调峰率的差值乘以供热机组基础发电功率10 得到供热机组的发电功率下限值20；抽水蓄能机组基础发电功率9折算出抽水蓄能机组基础抽水功率17；

第十步、将非供热机组的发电功率下限值19加上供热机组的发电功率下限值20，得到的和减去抽水蓄能机组基础抽水功率17，得到区域电网的发电功率下限值18；

第十一步、区域电网风电接纳功率为0时，区域电网的低谷负荷需求16等于区域电网的发电功率下限值18；

第十二步、用区域电网的高峰负荷1减去区域电网的高峰外送功率的峰谷差率，得到的差值乘以区域电网的高峰外送功率2，得到区域电网的低谷外送功率13；用区域电网的高峰负荷1减去区域电网的高峰内受功率的峰谷差率，得到的差值乘以区域电网的高峰内受功率4，得到区域电网的低谷内受功率14；

第十三步、将区域电网的低谷负荷需求16加上区域电网的低谷内受功率14，得到的和再加上区域电网的低谷转备用容量15，得到的和减去区域电网的外送功率13，得到区域电网的低谷负荷12；

第十四步、将区域电网的低谷负荷12除以用区域电网的高峰负荷1减去区域电网的高峰负荷的峰谷差率的差值，得到区域电网的最小开机方式下风电接纳功率为0时区域电网的高峰负荷1；

再然后基于区域电网最大开机方式，计算出该方式下区域电网的高峰负荷与区域电网的风电接纳功率，即第三点，具体步骤如下：

第十五步、将区域电网的各发电机组分类为：风力发电基础功率6、光伏机组基础功率7、常规水电机组基础功率8、抽水蓄能机组基础发电功率9、供热机组最大功率10、非供热机组最大功率11，将各类机组功率相加得到区域电网总的最大发电功率5；

第十六步、获取区域电网的高峰外送功率2、区域电网的高峰旋转备用容量3、区域电网的高峰内受功率4，先将区域电网总的最大发电功率5加上区域电网的高峰内受功率4，得到的和减去区域电网的高峰外送功率2，再减去区域电网的高峰旋转备用容量3，得到区域电网的高峰负荷1；

第十七步、用区域电网的高峰负荷1减去非供热机组的调峰率的差值乘以非供热机组的基础功率11 得到非供热机组的发电功率下限值19；用区域电网的高峰负荷1减去供热机组的调峰率的差值乘以供热机组基础发电功率10 得到供热机组的发电功率下限值20；抽水蓄能机组基础发电功率9折算出抽水蓄能机组基础抽水功率17；

第十八步、将非供热机组的发电功率下限值19加上供热机组的发电功率下限值20，得到的和减去抽水蓄能机组基础抽水功率17，得到区域电网的发电功率下限值18；

第十九步、用区域电网的高峰负荷1减去区域电网的高峰负荷的峰谷差率，得到的差值乘以区域电网的高峰负荷1，得到区域电网的低谷负荷12；用区域电网的高峰负荷1减去区域电网的高峰外送功率的峰谷差率，得到的差值乘以区域电网的高峰外送功率2，得到区域电网的低谷外送功率13；用区域电网的高峰负荷1减去区域电网的高峰内受功率的峰谷差率，得到的差值乘以区域电网的高峰内受功率4，得到区域电网的低谷内受功率14；

第二十步、将区域电网的低谷负荷12加上区域电网的低谷外送功率13，得到的和减去区域电网的低谷内受功率14，再减去区域电网的低谷转备用容量15，得到区域电网的低谷负荷需求16；

第二十一步、将区域电网的低谷负荷需求16减去区域电网的发电功率下限值18，得到区域电网最大开机方式下的风电接纳功率；

最后建立直角坐标系，横坐标为区域电网的高峰负荷，纵坐标为风电接纳功率，绘制以上三个点，分别将第一点与第二点、第一点与第三点用平滑的线段连接；即绘制出基于区域电网负荷变化情况下风电接纳功率曲线。