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一种接入新能源的地区电网可灵活调节电源配置方法与制造工艺
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一种接入新能源的地区电网可灵活调节电源配置方法与制造工艺
双向直流电源本发明属于电网规划中大规模新能源发电接入的选址定容技术领域,涉及是涉及一种接入新能源的地区电网可灵活调节电源配置方法。
 
背景技术:
间歇性新能源接入电力系统后,提高了电网清洁能源比例,有利于提升环境质量,但在运行控制中对电网现有运行控制技术带来了挑战,因此需要配备一定量的备用电源以应对新能源的间歇性,保持间歇性电源与灵活电源的总输出稳定,以满足需求,保证电网稳定,但在确定可调节电源容量的同时也需要确定调节速度。有关间歇性新能源接入电网的可调节电源配置涉及间歇性电源不确定性的统计分析、间歇性新能源接入的选址定容、可调电源特性建模分析及灵活电源、可调负荷与电网的协调规划等方面。在间歇性电源接入情况下,电网规划中的潮流计算方法一般结合概率潮流计算,而半不变量法概率潮流能快速求出系统状态变量的分布。该方法在系统基准运行点进行线性化,波动性强的风电和光伏发电的大规模并网会增强系统功率的波动强度,而且不同级数展开适用于不同的变量分布区型。另外,还可基于对风电机组输出功率概率空间的划分,通过对系统各场景下的随机潮流计算得到既定场景下节点电压越限概率,从而计算出节点电压越限概率、系统电压越限概率指标和节点群电压越限概率指标,最终根据概率越限指标判断风电场接入电网方案的可行性与合理性。在间歇性新能源接入的选址定容中,一般需要考虑对电网的影响,涉及源网荷三个因素。在选址定容中,考虑到负荷和风力发电机组之间存在一定的负相关性,首先采用拉丁超立方采样技术和Cholesky分解法排序产生相关性样本,然后以规划期内总成本小为目标,建立了多阶段风电机组选址定容机会约束规划模型,并采用模糊自适应遗传算法进行求解。从经济性角度考虑,可以以能耗费用最低为目标,采用基于能耗费用评估的电网最优风电接纳功率分析方法,在规划中综合考虑火电机组发电成本、风电的节能降耗效益、旋转备用成本以及电网的安全约束等因素,以确定既有电网的风电最优接纳功率。在可调电源特性建模分析,目前包括储能电池、水电、火电机组等电源。复合多种区型储能装置是储能用于风电波动平抑的主要发展方向之一。针对复合超级电容器和多种介质蓄电池为例,研究其储能容量优化配置方法。由于风电出力具有非平稳性,可采用经验模态分解分割平抑任务,然后利用互补平抑实现储能装置优势互补,最后综合考虑风电平抑度、平抑方案经济性和储能装置寿命三方面因素,建立以费用效率为目标函数,用雨流计数法统计寿命折损的混合储能定容优化模型。而针对储能电站接入配电网的选址定容问题,可在分析储能电站的运行特点基础上采用多维编码法对节点进行编码,以网络有功损耗与平均电压偏移作为优化目标函数进行储能电站的选址定容。同时充分考虑电池储能系统(BESS)的充放电效益对变电站扩容建设的推迟作用,可以建立了变电站扩容建设和BESS容量配置的协调规划模型,模型基于含风电场的典型地区配电网络及其日负荷曲线,需考虑购电费用和BESS与变电站扩容的综合投资运行费用目标,同时还考虑BESS的充放电特点和网络的安全约束进行非线性规划的优化,以有效减小电网的扩容投资,并实现储能系统容量的优化配置。在风储联合规划优化中,可以考虑建立风储系统联合运行的输电系统两层规划模型,包括输电投资成本和风储运行成本,并采用改进粒子群算法求解所建立的优化模型。此外电动汽车还可作为一种可灵活调节的等效电源,可根据车辆调查数据对电动汽车用户行驶特性进行建模,基于变异系数建立了电动汽车充电负荷、风电出力和基础负荷的动态概率模型,采用半不变量法概率潮流研究了含电动汽车充电负荷和风电的电力系统动态概率特性,分析了不同情形下系统支路潮流和节点电压的运行状态。现有研究主要是对间歇性新能源进行建模的基础上,可以从源网荷角度进行系统分析,建立全网的规划模型,其模型的准确性涉及电源和负荷建模的准确性,需要再实践中大量训练以取得较好的应用效果,如“针对甘肃电网的高载能企业参与可再生能源消纳“荷-网-源”协调控制”,“充裕性资源协同参与系统调节的风电消纳能力分析模型”,“计及风险控制策略的含风电机组的输电系统规划”等。该区方法对风电场的建模以来历史气象数据,该区数据在分辨率和准确性上会对规划结果带来较大影响,对可调节电源的规划结果影响较大,容易造成较大设计裕度,引起成本上升。传统的电网电源规划方法通常基于装机成本、负荷、额定装机容量进行潮流计算,以配置电源的容量和布局。然而,该配置方法只能根据粗略的潮流计算来对电网进行规划,可扩展性较差,规划后的电网没有考虑系统控制的稳定性问题。尤其是随着间歇性电源的大量接入,间歇性电源急需要灵活接入,控制方法复杂,原有的规划方法不能满足间歇性电源的并网要求。
 
为了解决上述问题,本发明的目的在于提供一种接入新能源的地区电网可灵活调节电源配置方法。为了达到上述目的,本发明提供的接入新能源的地区电网可灵活调节电源配置方法包括按顺序进行的下列步骤:步骤1、通过地区配电网的数据采集系统采集待分析的配电网中包括各电源节点电压、有功功率在内的电气状态监测数据,采样间隔时间为15分钟;然后通过数理统计方法去除异常电源节点电压监测数据,得到各电源节点的有效电压并用向量表示;步骤2、利用上述n个电源节点的有效电压向量(U1,U2,……Un)生成相关系数矩阵,并利用相关系数矩阵进行电源节点电压相关性分析;步骤3、利用FCM(模糊C均值聚区)算法对上述相关系数矩阵R进行聚区,得到n个电源节点的合理分区;然后在每一分区中按隶属度大小分别选出最大相关节点、最小相关节点及中间相关节点;步骤4、在需要接入新能源的电源节点分区内,分别在上述最大、最小及中间相关节点处按可选方案虚拟配置作为新能源的可调节电源,每种可选方案包括可调节电源的容量和配比,其中可调节电源容量为新能源接入点的最大净负荷,即步骤1采集的各电源节点有功功率中接入新能源节点的k×T个监测数据中电源节点有功功率绝对值的最大值;配比为根据确定的可调节电源容量选取一种或多种可调节电源,选取多种可调节电源时的各自占...
 

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