专利汇可以提供一种基于时序蒙特卡罗模拟的新能源接纳能力评估方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 是一种基于时序蒙特卡罗模拟的新 能源 接纳能 力 评估方法。本发明提出了接纳能力分析模型,可分析新能源接纳能力的限制因素,如调峰调频,线路潮流约束等,根据不同限制因素导致的新能源弃电量,可识别系统的薄弱环节。本发明建立了基于时序蒙特卡罗模拟的新能源接纳能力评估 框架 ,考虑了运行方式变化,负荷 波动 ,新能源波动, 水 电 出力安排,元件故障,机组检修等系统中随时间变化的因素,可为规划人员提供新能源弃电量,新能源发电量,新能源接纳能力值等评价指标,本发明按照充分利用水电水量的原则对水电出力进行安排,充分发挥水电的调峰作用,相比之前的评估方法更加全面。,下面是一种基于时序蒙特卡罗模拟的新能源接纳能力评估方法专利的具体信息内容。
1.一种基于时序蒙特卡罗模拟的新能源接纳能力评估方法,其特征在于包括以下步骤:
1)输入负荷、线路、发电机组信息原始数据,定义最大模拟年份Nmax与收敛标准;
2)模拟年次数K=1;
3)根据等备用原则安排机组检修,抽样得到以下元件的时序状态,包括时序负荷、火电机组和线路的状态持续时间、新能源时序出力,按照充分利用水电水量的原则安排水电的时序出力;
4)模拟小时数T=0;
5)对时刻T的系统状态进行评估,求解接纳能力分析模型,如果模型存在最优解,则统计可接纳的新能源出力与对应成本,进入步骤7),否则进入步骤6);
6)判断限制新能源接纳的因素;
7)如果T<8760,T=T+1,进入步骤5),否则K=K+1;
8)如果K等于最大模拟年份Nmax,而且每月的新能源接纳能力已满足收敛条件,进入步骤9),否则继续进入下一年的状态评估并进入步骤3);
9)统计并输出所有新能源接纳能力的计算指标。
2.根据权利要求1所述基于时序蒙特卡罗模拟的新能源接纳能力评估方法,其特征在于考虑电力系统运行方式的时序变化,能分析设备检修,元件故障,负荷波动,新能源出力的随机性,网架结构及调峰调频约束对新能源接纳能力的影响。
3.根据权利要求1所述基于时序蒙特卡罗模拟的新能源接纳能力评估方法,其特征在于将水电机组的出力分为两部分,一部分为强迫出力,用来承担系统的基荷;另一部分为水电站的可调出力,采用二分搜索法寻找其在系统时序负荷曲线上的工作位置和工作容量,为体现水电对新能源接纳的作用,此处使用的时序负荷曲线为实际时序负荷曲线与新能源的时序出力曲线的差值,并将其定义为等效时序负荷曲线,每次安排完一台水电机组出力后,则对等效时序负荷曲线进行修正,从系统时序负荷曲线上扣除上一台水电机组的工作出力。
4.根据权利要求1所述基于时序蒙特卡罗模拟的新能源接纳能力评估方法,其特征在于对系统进行状态评估时,求解接纳能力分析模型,接纳能力分析模型的目标函数为系统运行成本最小和新能源弃电量最小,约束包括:节点功率平衡约束,调峰约束,调频约束,线路潮流约束,新能源弃电量的约束。
5.根据权利要求4所述基于时序蒙特卡罗模拟的新能源接纳能力评估方法,其特征在于上述系统运行成本和切新能源量最小的目标函数为:
式中:
N-火电机组数;
Pi,t-火电机组i在t时段的出力;
Cp,i(Pi,t)-火电机组i的运行费用;一般机组运行费用取为功率的二次函数形式,如下式所示:
ai,bi,ci为机组的运行费用参数;
约束包括:
a)节点功率平衡约束
PL,t-负荷在t时段的值;
PH,t-水电机组在t时段的出力;
PR,t-新能源机组在t时段的出力;
B——节点导纳矩阵的虚部;
θ——节点电压相角向量;
-新能源机组的功率切除量;
此模型需要进行大量的线路潮流计算,目前大都采用直流潮流法,该方法计算速度快且可满足工程精度要求,直流潮流方程由下式来描述:
Pg-Pd=Bθ (4)
式中:
Pg——系统发电机出力向量;
Pd——系统负荷向量;
b)调峰约束
PGmin,i<Pi,t<PGmax,i (5)
其中,PGmin,i,PGmax,i分别表示火电机组的有功最大、最小出力,若此约束越界,则表明新能源的接纳受调峰能力限制;
c)调频约束
Pi,t-Pi,t-1>-Rdown,iΔt (6)
Pi,t-Pi,t-1<Rup,iΔt (7)
其中:
Rdown,i,Rup,i-发电机i的向上爬坡率与向下爬坡率;
若此约束越界,则表明新能源的接纳受调频能力的限制;
d)线路潮流约束的形式为:
Pl<Pl,max (8)
其中:
Pl-线路上流过的有功功率
Pl,max-线路上允许流过的最大功率:
支路有功潮流Pij的计算公式为(潮流的方向由节点i到节点j为正):
式中:
xij——支路i-j的电抗;
i——该支路的首端节点;
j——该支路的末端节点;
e)新能源机组切除功率的约束
求解以上模型,根据目标函数值和新能源机组切除功率 能评估该时段新能源的接纳能力。
6.根据权利要求1所述基于时序蒙特卡罗模拟的新能源接纳能力评估方法,其特征在于接纳能力分析模型的最优解保证同时取得成本最小与新能源出力切除功率最小,如果切除功率为0,模型的最优解即为系统最小的运行成本;如果切除功率大于0,假设存在一个更大的运行成本与更小的切除功率;在切除功率更小时,火电承担的负荷更小,将导致运行成本的降低,因此与假设矛盾,所以接纳能力分析模型的最优解能同时保证取得成本与新能源切除功率最小。
7.根据权利要求1所述基于时序蒙特卡罗模拟的新能源接纳能力评估方法,其特征在于:判断限制新能源接纳的因素,包括线路潮流约束,爬坡率约束,调峰能力约束;判定的方法是依次消除对应的约束方程,然后对接纳能力分析模型求解,若在去除某项约束后,模型存在最优解,则可判定这项约束为当前系统状态下新能源接纳能力的主要约束原因。
8.根据权利要求1所述基于时序蒙特卡罗模拟的新能源接纳能力评估方法,其特征在于提出评估新能源接纳能力的指标,包括新能源接纳能力值的分布,不同原因导致的新能源弃电量,系统接纳新能源的发电量。
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