本发明公开了一种基于调峰系数的特高压受端电网调峰能力充裕度判断方法。初始化特高压受端电网区外来电和各类发电机组的调峰率以及各时刻发电机组的开机容量；初始化特高压受端电网各时刻的负荷值和新能源发电功率；根据开机容量和调峰率，计算特高压受端电网各时刻的调峰系数，归一化处理调峰系数，再根据负荷值和新能源发电功率处理获得特高压受端电网的等效负荷值，进而计算各时刻的等效负荷系数；计算调峰系数与等效负荷系数的偏差，判断特高压受端电网是否满足调峰能力充裕度。本发明考虑了特高压受端电网区外来电和各类发电机组的作用和新能源发电功率的影响，能够更准确地对特高压受端电网调峰能力充裕度进行判断。
1.一种基于调峰系数的特高压受端电网调峰能力充裕度判断方法，其特征在于步骤包括：步骤1、初始化特高压受端电网区外来电和各类发电机组的调峰率以及各时刻发电机组的开机容量；
步骤2、初始化特高压受端电网各时刻的负荷值和新能源发电功率；
步骤3、根据开机容量和调峰率，计算特高压受端电网各时刻的调峰系数，归一化处理调峰系数，再根据负荷值和新能源发电功率处理获得特高压受端电网的等效负荷值，进而计算各时刻的等效负荷系数；
3.1、根据特高压受端电网区外来电的调峰率及其各时刻的发电功率、特高压受端电网中各种类型发电机组的调峰率及其各时刻的开机容量，采用以下公式计算受端电网各时刻的调峰系数：式中，γ(t)表示t时刻的特高压受端电网的调峰系数；Pg,i(t)表示第i类发电机组在t时刻的开机容量；ki表示第i类发电机组的调峰率，Pline(t)表示t时刻特高压受端电网的区外来电的发电功率；kline表示特高压受端电网的区外来电的调峰率；
3.2、基于获得的特高压受端电网各时刻的调峰系数，选取固定周期内调峰系数的最大值为基准，计算归一化后的调峰系数，通过下式计算：式中，γ(t)'表示t时刻的归一化以后的调峰系数；γ(t)表示t时刻的调峰系数；γmax表示固定周期内的调峰系数最大值；
3.3、根据负荷值和新能源发电功率，计算特高压受端电网各时刻的等效负荷值，并以固定周期内等效负荷的最大值为基准，采用以下公式计算特高压受端电网各时刻的等效负荷系数：Pd(t)'＝Pd(t)-Pwind(t)-Psolar(t)其中，μ(t)表示特高压受端电网在t时刻的等效负荷系数，Pd(t)'表示特高压受端电网在t时刻的等效负荷值；Pd(t)表示特高压受端电网在t时刻的原始负荷值；Pwind(t)表示特高压受端电网在t时刻的风电发电功率；Psolar(t)表示特高压受端电网在t时刻的光伏发电功率；
步骤4、计算调峰系数与等效负荷系数的偏差，判断特高压受端电网是否满足调峰能力充裕度。
2.根据权利要求1所述的一种基于调峰系数的特高压受端电网调峰能力充裕度判断方法，其特征在于：所述步骤1中，对于特高压受端电网中的第i类发电机组，采用以下公式计算发电机组的可调容量与额定容量之比，作为该类发电机组的调峰率ki：ΔPi＝Pimax-Pimin
式中，ki表示第i类发电机组的调峰率，Pn,i表示第i类发电机组的额定容量，ΔPi表示第i类发电机组的可调容量，Pimax表示第i类发电机组的最大技术发电功率，Pimin表示第i类发电机组的最小技术发电功率。
3.根据权利要求1所述的一种基于调峰系数的特高压受端电网调峰能力充裕度判断方法，其特征在于：所述步骤4具体为：根据步骤3处理获得的调峰系数γ(t)'和等效负荷系数μ(t)计算各时刻对应的两个系数的差值与预先设定的系数差阈值进行比较，进而判断各时刻特高压受端电网的调峰能力充裕度是否满足要求：γ(t)'-μ(t)<ε
当上式满足时，表示特高压受端电网在t时刻的调峰能力充裕度满足要求，否则不满足要求。
基于调峰系数的特高压受端电网调峰能力充裕度判断方法
技术领域
[0001] 本发明属于电力系统技术领域，涉及了一种基于调峰系数的特高压受端电网调峰能力充裕度判断方法。
背景技术
[0002] 随着特高压输电技术的不断发展和日渐成熟，通过借助于远距离输电，电力资源已经可以实现跨区域优化协调。尽管我国特高压输电技术促进了远距离跨区域输电的发展，并且一定程度上解决了受电地区的用电需求问题，大规模的特高压区外来电也给受端电网的调峰带来了更大的困难。与此同时，中国新能源发电规模持续扩大，由于风力发电、光伏发电等新能源存在间歇性、不可控性、波动性等特点，而现有的预测手段的误差往往较大，且风电的反调峰特性以及光伏发电功率与负荷高峰的不匹配性会导致电力系统的调峰压力进一步加大。现有的调峰能力判断方法大多是对某种发电机组的调峰能力进行判断，或简单地从调峰容量平衡的角度衡量系统的调峰容量盈余，不能满足包含各类发电机组和区外来电的受端电网的需求。
[0003] 因此，现有技术中缺少了能有效准确判断特高压受端电网调峰能力充裕度的方法。
发明内容
[0004] 为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种基于调峰系数的特高压受端电网调峰能力充裕度判断方法，其考虑了特高压区外来电和受端电网各类发电机组的开机容量和调峰率，能够更准确地对特高压受端电网的调峰能力充裕度进行判断。
[0005] 本发明是在特高压大规模接入增加受端电网调峰压力的背景下，基于调峰系数的特高压受端电网调峰能力裕度判断方法。为此，如图1所示，本发明采用如下的技术方案：
[0006] 步骤1、初始化特高压受端电网区外来电和各类发电机组的调峰率以及各时刻发电机组的开机容量；特高压受端电网中包含有各类的发电机组。
[0007] 步骤2、初始化特高压受端电网各时刻的负荷值和新能源发电功率；
[0008] 步骤3、根据开机容量和调峰率，计算特高压受端电网各时刻的调峰系数，归一化处理调峰系数，再根据负荷值和新能源发电功率处理获得特高压受端电网的等效负荷值，进而计算各时刻的等效负荷系数；
[0009] 步骤4、计算调峰系数与等效负荷系数的偏差，判断特高压受端电网是否满足调峰能力充裕度。然后可进一步根据是否满足调峰能力充裕度的结果对特高压受端电网进行优化处理。
[0010] 所述步骤1中，对于特高压受端电网中的第i类发电机组，采用以下公式计算发电机组的可调容量与额定容量之比，作为该类发电机组的调峰率ki：
[0011]
[0012] ΔPi＝Pimax-Pimin
[0013] 式中，ki表示第i类发电机组的调峰率，Pn,i表示第i类发电机组的额定容量，ΔPi表示第i类发电机组的可调容量，Pimax表示第i类发电机组的最大技术发电功率，Pimin表示第i类发电机组的最小技术发电功率。
[0014] 所述步骤3具体为：
[0015] 3.1、根据特高压受端电网区外来电的调峰率及其各时刻的发电功率、特高压受端电网中各种类型发电机组的调峰率及其各时刻的发电功率，采用以下公式计算受端电网各时刻的调峰系数：
[0016]
[0017] 式中，γ(t)表示t时刻的特高压受端电网的调峰系数；Pg,i(t)表示第i类发电机组在t时刻的开机容量；ki表示第i类发电机组的调峰率，对于不参与调峰的发电机组如核电机组，其调峰率设置为0。Pline(t)表示t时刻特高压受端电网的区外来电的发电功率；kline表示特高压受端电网的区外来电的调峰率，与电网发电机组的调峰率不同，特高压区外来电的调峰率而变化，具体实施可根据不同时刻特高压区外来电的调峰特性设置其调峰率，当不考虑特高压区外来电参与调峰时，kline设置为0；
[0018] 3.2、基于获得的特高压受端电网各时刻的调峰系数，选取固定周期内调峰系数的最大值为基准，计算归一化后的调峰系数，通过下式计算：
[0019]
[0020] 式中，γ(t)'表示t时刻的归一化以后的调峰系数；γ(t)表示t时刻的调峰系数；γmax表示周期内的调峰系数最大值；
[0021] 3.3、根据负荷值和新能源发电功率，，新能源发电功率为风电发电功率和光伏发电功率，计算特高压受端电网各时刻的等效负荷值，并以固定周期内等效负荷的最大值为基准，采用以下公式计算特高压受端电网各时刻的等效负荷系数：
[0022]
[0023] Pd(t)'＝Pd(t)-Pwind(t)-Psolar(t)
[0024] 其中，μ(t)表示特高压受端电网在t时刻的等效负荷系数，Pd(t)'表示特高压受端电网在t时刻的等效负荷值；Pd(t)表示特高压受端电网在t时刻的原始负荷值；Pwind(t)表示特高压受端电网在t时刻的风电发电功率；Psolar(t)表示特高压受端电网在t时刻的光伏发电功率值发电功率；
[0025] 所述步骤4具体为：
[0026] 根据步骤3处理获得的调峰系数γ(t)'和等效负荷系数μ(t)计算各时刻对应的两个系数的差值与预先设定的系数差阈值进行比较，进而判断各时刻特高压受端电网的调峰能力充裕度是否满足要求：
[0027] γ(t)'-μ(t)<ε
[0028] 式中，ε为系数差阈值；
[0029] 当上式满足时，表示特高压受端电网在t时刻的调峰能力充裕度满足要求，否则不满足要求。
[0030] 若不满足要求，则增加备用发电机组，使得特高压受端电网的调峰能力充裕度达到可用要求，优化特高压受端电网的工作可靠性。
[0031] 本发明方法通过将电网调峰系数与等效负荷系数的偏差和给定的阈值进行对比，判断受端电网调峰能力充裕度是否满足要求，于此能够更准确地对特高压受端电网调峰能力充裕度进行判断。
[0032] 本发明具有的有益效果如下：
[0033] 本发明的调峰能力充裕度判断方法综合考虑了受端电网的各类发电机组以及特高压区外来电对于电网调峰所起的作用，同时计及了新能源发电功率对电网负荷曲线的影响，能够更准确地对特高压受端电网调峰能力充裕度进行判断。
附图说明
[0034] 附图1是本发明方法的逻辑框图。
[0035] 附图2是实施例典型日浙江电网调峰系数曲线图。
[0036] 附图3是实施例典型日浙江电网调峰能力充裕度判断结果图。
[0037] 附表1是各类型发电机组的调峰率数据图。
[0038] 附表2是典型日浙江电网各类型发电机组的开机容量及特高压区外来电电力发电功率数据图。
[0039] 附表3是典型日浙江电网统调负荷、风电发电功率、光伏发电功率数据及等效负荷系数计算结果图。
具体实施方式
[0040] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0041] 如图1所示，本发明实施例如下：
[0042] 步骤1、初始化获得特高压受端电网区外来电和各类发电机组的调峰率，初始化设置各时刻发电机组的开机容量；
[0043] 对于特高压受端电网中的第i类发电机组，采用以下公式计算发电机组的可调容量与额定容量之比，作为该类发电机组的调峰率ki：
[0044]
[0045] ΔPi＝Pimax-Pimin
[0046] 式中，ki表示第i类发电机组的调峰率，Pn,i表示第i类发电机组的额定容量，ΔPi表示第i类发电机组的可调容量，Pimax表示第i类发电机组的最大技术发电功率，Pimin表示第i类发电机组的最小技术发电功率。
[0047] 步骤2、初始化预先设置特高压受端电网各时刻的负荷值和新能源发电功率；
[0048] 步骤3、根据开机容量和调峰率，计算特高压受端电网各时刻的调峰系数，归一化处理调峰系数，再根据负荷值和新能源发电功率处理获得特高压受端电网的等效负荷值，进而计算各时刻的等效负荷系数；
[0049] 3.1、根据特高压受端电网区外来电的调峰率及其各时刻的发电功率、特高压受端电网中各种类型发电机组的调峰率及其各时刻的发电功率，采用以下公式计算受端电网各时刻的调峰系数：
[0050]
[0051] 具体实施中根据浙江电网2019年1月2日24小时的燃煤机组、水电机组、燃气机组、燃油机组、抽水蓄能机组、核电机组等各类型机组的调峰率和开机容量以及特高压区外来电电力发电功率，设定特高压区外来电的调峰率为0.2，按照式(1)(2)(3)计算在该日内24个点的浙江电网调峰系数。各类型机组的调峰率数据见附表1，各类型机组的开机容量及特高压区外来电电力发电功率见附表2，调峰系数计算结果见附图2。
[0052] 表1
[0053]
[0054] 表2
[0055]
[0056]
[0057] 3.2、基于获得的特高压受端电网各时刻的调峰系数，选取固定周期内调峰系数的最大值为基准，归一化各个发电机组的调峰系数。
[0058] 选取上述浙江电网2019年1月2日24h计算的调峰系数中的最大值为基准，按照式(4)计算归一化的调峰系数。
[0059] 3.3、根据负荷值和新能源发电功率，，新能源发电功率为风电发电功率和光伏发电功率，计算特高压受端电网各时刻的等效负荷值，并以固定周期内等效负荷的最大值为基准，采用以下公式计算特高压受端电网各时刻的等效负荷系数：
[0060]
[0061] Pd(t)'＝Pd(t)-Pwind(t)-Psolar(t)
[0062] 根据浙江电网2019年1月2日24h的统调负荷、风电发电功率和光伏发电功率，按照式(5)(6)计算该日24个点的等效负荷系数。统调负荷、风电发电功率、光伏发电功率数据及等效负荷系数计算结果见附表3。
[0063] 表3
[0064]
[0065]
[0066] 步骤4、计算调峰系数与等效负荷系数的偏差，判断特高压受端电网是否满足调峰能力充裕度。
[0067] 根据归一化之后的调峰系数γ(t)'和等效负荷系数μ(t)计算各时刻对应的两个系数的差值与预先设定的系数差阈值进行比较，进而判断各时刻特高压受端电网的调峰能力充裕度是否满足要求：γ(t)'-μ(t)<ε。当上式满足时，表示特高压受端电网在t时刻的调峰能力充裕度满足要求，否则不满足要求。
[0068] 根据式(7)给出的电网调峰能力充裕度判别式，将阈值ε设为0.05，该日24小时的调峰能力充裕度判断结果如附图3所示。结果表明，在该日9：00-11：00和13：00-17：00两个时段出现浙江电网调峰能力充裕度不足的现象，其他时间满足充裕度要求，结果符合浙江电网实际情况，验证了所提判断方法的合理性和有效性。
[0069] 在不满足要求情况下，具体实施将在特高压受端电网中增加备用发电机组，使得特高压受端电网的调峰能力充裕度达到可用要求，优化特高压受端电网的工作可靠性。
