一種基於電壓安全的光伏接納能力評估方法與流程

2023-05-11 18:15:41 1

本發明涉及一種基於電壓安全的光伏接納能力評估方法。

背景技術：

隨著新能源和光伏為主的新能源技術的不斷進步，配電系統中新能源-特別是光伏的裝機比例逐年提升，部分地區新能源裝機比例已達5％～10％，成為重要的補充能源與替代能源，個別地區新能源甚至已經達到20％，成為主流能源。雖然風光等能源是清潔能源，但是由於新能源發電具有隨機性和間歇性，新能源併網運行對電網的影響程度與裝機容量所佔電網容量的比例有關。據丹麥專家分析，新能源比例低於10％對電網不會構成危險。德國也曾提出過，新能源併入人口稀少地區的電網可能受到容量的潛在限制。新能源容量與電網統一調度的原則是由穩定運行下的電能質量、最小線路損失和暫態穩定性等因素決定。當新能源容量佔電網統一調度容量的5％以下時，一般無需考慮控制系統，當超過5％時，應與電網調度機構協商解決。近年我國的新能源事業發展較快，全國人大於2006通過並實行的《可再生能源法》極大地促進了我國新能源事業的發展。在新能源功率水平不斷提高的系統中，如何處理電網運行中的特殊情況(如突然的電壓降落)成為亟需解決的難點和重點問題。

新能源具有很強的隨機性和間歇性，新能源出力波動性較大，將導致電網運行中的一系列新的問題。這將導致電網運行方式存在多變性，從而引發電網中一系列新的安全穩定問題。

針對新能源併網面臨的問題，我們開展了新能源入網安評、大規模光伏入網的電網理論分析計算等方面的工作，通過項目達成在當前的電網運行方式下，結合光伏接入信息，進行電網光伏最大接納能力評估。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是提供一種基於電壓安全的光伏接納能力評估方法。

為了解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是，基於電壓安全的光伏接納能力評估方法，包括以下步驟：

(1)首先進行離線電網模型和數據的準備和檢查工作，根據電網的實際情況，以及基於bpa數據進行電網模型檢查、整理，和vsat電網模型建模；

(2)結合現場提供的資料等進行光伏聚類建模；

(3)結合電網的實際情況進行安全標準定義；

(4)psat與bpa離線計算結果進行潮流及暫態計算結果對比，保證在相同模型條件下的結果一致性；

(5)通過暫態穩定計算校驗電壓穩定分析的計算結果；從而保證電壓穩定計算結果的準確性；

(6)基於光伏聚類建模結果進行基於電壓安全的光伏最大接納能力評估。

功率傳輸極限是指系統從原始運行點沿某個指定的功率傳輸方向在滿足電壓安全標準的前提下最多可以增加多少傳輸功率，即可用它來確定系統在特定的功率傳輸方向上的安全運行範圍。功率傳輸的增加可由負荷和發電變化的任意組合來設定。

假定一個系統有兩個發電地區g1和g2以及一個負荷地區l1。當l1增加時，我們可以指定僅由g1增加相應的出力，這時的功率傳輸方向即為g1到l1，g1稱之為「源」(source)，而l1稱之為「匯」(sink)，g1最多可以安全地(即不破壞安全標準情況下)增加多少出力即確定功率傳輸方向g1到l1的安全運行範圍。

同樣，也可以把g2作為「源」，來研究g2到l1的安全運行範圍。另外，同時指定g1和g2為「源」，但二者按固定的比例(如g1佔60％+g2佔40％等)增加出力並向l1傳送功率。

每個功率傳輸的安全範圍都可用條狀圖來顯示。這些條狀圖表示的意義為，假設g1可以提供800mw的附加負荷(g2保持恆定)，g2可以提供600mw附加負荷(g1保持恆定)，而g1和g2一起(大約60/40的比例)可提供700mw附加負荷。

本發明的有益效果是：

從理論分析著手，在實際調研的基礎上，提出了分布電源併網的消納能力和運行要求，通過進一步分析配電網接納分布式電源的影響、問題以及挑戰，最終提出了配電網接納分布式電源的最大消納能水平，並給出了對配電網規劃優化的建議。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

圖1是本發明實施例的九節點標準網絡示意圖。

圖2是本發明實施例的九節點標準網絡pv曲線示意圖。

具體實施方式

本實施例選取電力軟體經典測試模式-三機九節點模型，應用vsat仿真進行消納和電壓研究，以確定仿真軟體應用的合理性。

選取電力軟體經典測試模式-三機九節點模型，應用vsat仿真進行消納和電壓研究，以確定仿真軟體應用的合理性。

三機九節點電網模型

如圖1示，vsat仿真中，電廠g1為平衡節點，g2\g3設為新能源電站，新能源出力按穩定幅值增加，通過軟體仿真可得隨出力增加的pv曲線(圖2)。

可以看出，仿真中隨g2/g3出力增加，監測點1起始電壓幅值由1.012pu逐步增加至1.016pu，之後隨九節點網絡調節能力達到頂峰，電壓呈先緩後快的跌落趨勢，直至電壓安全極限，對應的g2/g3出力達到197mw，此時平衡節點出力為51mw，評定系統最大接納g2/g3出力為197mw。

九節點電網作為理想模型，各節點初始及運行均設置為最合理狀況，節點電壓主要受固化電網模型參數、節點無功補償配置和電源出力功率因數變化的影響。

以上所述的本發明實施方式，並不構成對本發明保護範圍的限定。任何在本發明的精神和原則之內所作的修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的權利要求保護範圍之內。