本發(fā)明涉及一種主動配電網(wǎng)最大消納能力的校驗方法。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的配電網(wǎng)規(guī)劃依賴靈活的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和足夠的容量裕度來應(yīng)對負荷的不確定性，以保證系統(tǒng)的安全可靠性，運行控制方法相對簡單。

詳細來說，傳統(tǒng)配電網(wǎng)規(guī)劃方法是針對某個負荷預(yù)測結(jié)果采用最大容量裕度(存在最嚴重工況為小概率事件的情況)，從而規(guī)劃階段找到處理所有運行問題的最優(yōu)解，傳統(tǒng)規(guī)劃方法相對簡單。

同時傳統(tǒng)配電網(wǎng)規(guī)劃處理分布式能源的基本原則是“即插即忘”，傳統(tǒng)的運行模式和控制策略相對簡單，出現(xiàn)電壓越限情況分布式電源即離網(wǎng)運行，這樣大大降低分布式能源的滲透率。

隨著der(分布式電源)的大量接入、滲透率快速增長，將使配電網(wǎng)的功率與故障電流雙向流動，其運行特性與故障特征都發(fā)生了實質(zhì)性的變化，傳統(tǒng)的潮流與故障分析、電壓無功控制、繼電保護方法以及運行管理措施對配電網(wǎng)已不再適應(yīng)，投資效益也大受影響，均需要進行相應(yīng)的調(diào)整與改進。配電網(wǎng)規(guī)劃應(yīng)從被動規(guī)劃向主動規(guī)劃轉(zhuǎn)變，主動吸收大規(guī)模分布式電源的接入。

主動配電網(wǎng)的分布式電源接納能力的確定是主動配電網(wǎng)規(guī)劃的一項重要內(nèi)容，而影響分布式能源接納能力的因素有很多，在實施本發(fā)明的過程中，我們發(fā)現(xiàn)影響電網(wǎng)對新能源消納能力的因素大致概括為以下幾類：

(1)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)：不同的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)擁有著不同的輸送能力和對外界電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)的能力。具有外送通道的電網(wǎng)可以提高新能源的外送能力，而過低的線路傳輸功率則會反過來限制新能源的消納水平。電網(wǎng)結(jié)構(gòu)主要從以下幾個方面影響著地區(qū)電網(wǎng)的接納能力：1)變電站和線路容量約束；2)電力線路廊道約束；3)變電站間隔約束。

(2)負荷特性：系統(tǒng)的負荷特性尤其是峰谷差和最小負荷等因素直接定了新能源允許接入電網(wǎng)的容量。

(3)新能源出力特性：新能源出力有著明顯的不可控和不可預(yù)知性，這就使新能源并網(wǎng)時必須有常規(guī)能源為其提供補償，進而限制了電網(wǎng)的接納能力。

(4)電網(wǎng)短路容量：電網(wǎng)的短路容量大表明電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)強，對外界因素變化的抵抗力較高。而且，電網(wǎng)的短路容量裕度也是決定電網(wǎng)接納能力的重要指標。

(5)新能源對電能質(zhì)量的影響：新能源并網(wǎng)后對電壓偏差和電力諧波等都造成負面的影響，進而限制了電網(wǎng)的接納能力。

新能源的發(fā)展存在多個限制因素，但是通過大量的經(jīng)濟投入可以逐步消除或削弱這些約束條件。相對來說電壓波動和短路容量等約束都可以通過加裝小電抗等技改項目消除或緩解，成本較為低廉。而電網(wǎng)設(shè)備的限制卻不容忽視，一次投入非常高。

以變電容量約束為例：若當前新能源上網(wǎng)已達到主變?nèi)萘肯拗?，變電站不滿足主變擴建條件，而新能源又有強烈的接入期望時，則可以通過新建專用變電站來進行新能源電站的上網(wǎng)。新建1座220kv變電站投資已在2.5億元以上，變電站建設(shè)完成后每年的設(shè)備運維與事故檢修所涉及人力、物力、財力的費用的則更加昂貴，這對于電力企業(yè)來說是無法接受的。

因此，我們認為，在新能源的大規(guī)模發(fā)展的背景下，電網(wǎng)設(shè)備容量限制應(yīng)作為主要的接納能力約束條件來判定地區(qū)電網(wǎng)的接納能力。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種主動配電網(wǎng)最大消納能力的校驗方法，以將電網(wǎng)設(shè)備容量限制作為主要的接納能力約束條件來判定地區(qū)電網(wǎng)的接納能力。

為此，本發(fā)明提供了一種主動配電網(wǎng)最大消納能力的校驗方法，包括以下步驟：確定新能源接納能力計算時刻，準備研究數(shù)據(jù)；基于容量約束分別計算110kv及以下新能源接納能力、220kv及以下新能源接納能力、220kv新能源接納能力，其中220kv新能源接納能力為220kv及以下新能源接納能力與110kv及以下新能源接納能力差值；以及采用潮流計算對理論計算結(jié)果進行驗證，其中，若潮流計算指標越限，則適當減少新能源接入量，重新計算直至滿足校驗為止。

本發(fā)明在分析影響新能源接納能力的主要因素的基礎(chǔ)上，找出影響新能源接納能力的關(guān)鍵因素—電網(wǎng)設(shè)備容量，研究基于容量約束條件下的新能源接納能力理論計算方法和步驟，為各地區(qū)新能源接納能力分析提供理論支撐。

除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點。下面將參照圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的新能源接納能力的校驗方法的流程圖。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。

下面結(jié)合圖1對新能源接納能力校驗方法進行說明。

(1)新能源接納能力計算流程

新能源接納能力分析首先應(yīng)確定新能源接納能力計算時刻，準備研究數(shù)據(jù)；然后基于容量約束分別計算110kv及以下新能源接納能力、220kv及以下新能源接納能力、220kv新能源接納能力；最后采用潮流計算對理論計算結(jié)果進行驗證。

(2)計算步驟

s201、明確新能源接納能力計算時刻

分析年、日負荷特性，風電、光伏出力特性，選擇電網(wǎng)負荷與新能源出力差值最大的時刻作為新能源接納能力研究時刻。

白天風電光伏均出力，在白天選擇電網(wǎng)負荷與新能源出力差值最大的時刻作為新能源接納能力研究時刻。

夜間僅有風電出力，光伏不出力，在夜間選擇電網(wǎng)負荷與風電出力差值最大的時刻作為風電接納能力研究時刻。

確定新能源接納能力研究時刻后，提取此時刻電網(wǎng)負荷、新能源出力、常規(guī)機組出力，計算新能源綜合出力系數(shù)。確定風電接納能力研究時刻后，提取此時刻電網(wǎng)負荷、風電出力、常規(guī)機組出力，計算風電出力系數(shù)。

kx*(sf+sg)＝kf*sf+kg*sg

上式中kx為綜合出力系數(shù)，sf為風電裝機容量，sg為光伏裝機容量，kf為風電出力系數(shù)，kg為光伏出力系數(shù)。

s203、計算110kv及以下新能源接納能力

(1)計算110kv及以下新能源接納能力容量約束值

110kv及以下上網(wǎng)的新能源出力若不能就地完全消納，電力需要通過220kv主變上送至主網(wǎng)，220kv變電容量即為110kv及以下新能源接納能力容量約束值，等于本地220kv變電站主變?nèi)萘恐汀?/p>

sy110＝σsti-------------------------------------------(1)

式中sy110為110kv及以下新能源接納能力容量約束值，sti是為220kv主變?nèi)萘俊?/p>

(2)計算110kv及以下新能源接納能力

110kv及以下新能源接納能力。

s110x＝(sy110+p110x–p110c)/kx----------------(2)

式中s110x為110kv及以下新能源接納能力，p110x為新能源接納能力研究時刻的110kv及以下電網(wǎng)負荷，p110c為110kv及以下常規(guī)能源出力，kx為新能源綜合出力系數(shù)。

(3)計算110kv及以下風電接納能力

110kv及以下風電接納能力。

s110f＝(sy110+p110f–p110c)/kf--------------------------------(3)

式中s110f為110kv及以下風電接納能力，p110f為風電接納能力研究時刻的110kv及以下電網(wǎng)負荷，p110c為110kv及以下常規(guī)能源出力，kf為風電出力系數(shù)。

s205、計算220kv及以下新能源接納能力

(1)計算220kv及以下新能源接納能力容量約束值

220kv及以下新能源出力若不能就地完全消納，電力需要上送至主網(wǎng)。一種情況是通過220kv線路直接上送至本地500kv變電站，由500kv電網(wǎng)進行外送；另一種情況是通過區(qū)域之間的220kv聯(lián)絡(luò)線進行外送。以上兩種情況的220kv線路輸送容量之和即為220kv及以下新能源的容量約束值。

1)區(qū)內(nèi)220kv線路容量約束值

區(qū)內(nèi)220kv線路是指500kv變電站直供的220kv線路，其上送總?cè)萘客瑫r也受其上級500kv主變?nèi)萘康南拗?。所以區(qū)內(nèi)220kv線路容量約束值應(yīng)為線路輸送總?cè)萘亢?00kv主變?nèi)萘恐g的最小值。

syln＝min(σslnli，σs500kvi)------------------------(4)

式中syln為區(qū)內(nèi)220kv線路容量約束值，slnli為區(qū)內(nèi)220kv線路輸送容量，s500kvi為區(qū)內(nèi)500kv變電容量。

2)220kv聯(lián)絡(luò)線路容量約束值

220kv聯(lián)絡(luò)線路是指本地與區(qū)外聯(lián)絡(luò)的220kv線路。所以220kv聯(lián)絡(luò)線路容量約束值為聯(lián)絡(luò)線路輸送容量之和。

sylw＝σslwli------------------------(5)

式中sylw為220kv聯(lián)絡(luò)線路容量約束值，slwli為220kv聯(lián)絡(luò)線路輸送容量。

3)220kv線路容量約束值

220kv線路容量約束值為區(qū)內(nèi)220kv線路容量約束值與220kv聯(lián)絡(luò)線路總?cè)萘考s束值之和。

sy220＝syln+sylw------------------------(6)

式中sy220為220kv線路容量約束值。

(2)計算220kv及以下新能源接納能力

220kv及以下新能源接納能力。

s220x＝(sy220+p220x-p220c)/kx------------------------(7)

式中s220x為220kv及以下新能源接納能力，p220x為新能源接納能力研究時刻的220kv及以下電網(wǎng)負荷，p220c為220kv及以下常規(guī)能源出力，kx為新能源綜合出力系數(shù)。

(3)計算220kv及以下風電接納能力

220kv及以下風電接納能力。

s220f＝(sy220+p220f–p220c)/kf------------------------(8)

式中s220f為220kv及以下風電接納能力，p220f為風電接納能力研究時刻的220kv及以下電網(wǎng)負荷，p220c為220kv及以下常規(guī)能源出力，kf為風電出力系數(shù)。

s207、計算220kv新能源接納能力

220kv新能源接納能力為220kv及以下新能源接納能力與110kv及以下新能源接納能力差值。

s220kvx＝s220x-s110x------------------------(9)

式中s220kvx為220kv電壓等級新能源接納能力。

s209、新能源接納能力理論計算結(jié)果驗證

通過潮流計算對新能源接納能力的理論計算結(jié)果進行驗證。若潮流計算指標越限，則理論計算結(jié)果不合理，適當減少新能源接入量，重新計算直至滿足校驗為止，所對應(yīng)的新能源接入量為新能源接納能力。若指標不越限，則理論結(jié)算結(jié)果合理，理論計算結(jié)果為新能源接納能力。

新能源接納能力分析步驟及內(nèi)容列表如下：

表一新能源接納能力分析步驟及內(nèi)容

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。