山东电力高等专科学校学报 第１６卷第４期 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｌｌｅｇｅ １３ 电网风电接入能力分析 Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｗｉｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ａｃｃｅｓｓｉｎｇ Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｇｒｉｄ 王小波 傅 磊 王 亮 傅 磊 张 冰 武 诚 李 新 连晓华 １．山东电力调度控制中心 山东 济南 ２５０００１；２．威海供电公司 山东 威海 ２６４２００ 【摘要】随着风力发电规模的不断增大，风电并网对电网的电能质量和安全稳定运行造成的影 响越来越不容忽视。因此，准确的计算电网风电接入能力是确保风电场并网后整个电网安全 可靠运行的前提。根据山东电网风电接入工程的实际需要，我们开发并研究了风电并网仿真 与分析系统。该系统基于ＰＳＳ／Ｅ电力系统仿真软件，利用ＰＹｔ ｈ０ｎ语言进行二次开发，完成了 电网风电接入能力的仿真计算，并对地区电网中风电功率波动特性进行研究，从而为大规模 风电并网提供了一套可靠的分析工具。 【关键词】风电并网 接入能力 功率波动 【中图分类号】ＴＭ６１４ 【文献标识码】Ａ ０ 引言 语言程序，运用ＰＳＳ／Ｅ仿真分析软件，采用仿真建 随着风电、光伏等发电成本的下降，可再生能 模、平台搭建、仿真计算、仿真与工程相结合的技术 源发电在电源结构中的占比在逐渐提高。风电作 路线．完成风电接入能力的仿真计算分析。 为间歇性可再生能源，具有更显著的随机性和不 可控性。风电注入功率的变化会影响系统潮流分 １ 风电接入仿真系统结构框架 布和电压水平。因此，准确的计算风电并网接入 整个系统分为３部分内容：以ＰＳＳ／Ｅ下的山东电 能力是确保风电场并网后整个电网安全可靠运 网建模为基础，以风电接入能力计算为主体，以在 行的前提［１－５］。 线分析风场功率波动为辅助功能。风电接人仿真系 大规模风电接人电网使电网的功率波动复杂 统总体框架如图１所示。 化。在风电功率波动特性未知的条件下，为确保运 山东电网建模 行安全性，电网会保守的确定风电接人能力，既阻 ，－ｔ仿直分析 碍了风电的发展。也违背了电网运行经济性的原 系统框架Ｉ－ ＿｛风电接 群力仿真 ＿＿｛ 则。为了为风电发展规划的制订提供科学指导，有 必要对地区电网中风电功率的波动特性进行深入 １风电功募 动特性 的研究 图１ 风电接入仿真系统总体框架 本课题在技术调研、收集问题、查阅资料充分 分析研究可行性和实用性的基础上，通过编写程序 ２ ＰＳＳ／Ｅ下山东电网仿真建模 收稿日期：２０１３—０５—１３ 在ＰＳＡＳＰ下山东电网仿真模型的基础上，经过 作者简介：王小波（１９６５一），男，高级工程师，从事电力系统运 数据转换，建￣ＰＳＳ／Ｅ下的山东电网稳态模型，并通 行与控制 过对比潮流计算结果验证模型的正确性。ＰＳＳ／Ｅ下 山东电力高等专科学校学报 第１６卷第４期 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｌｌｅｇｅ ２１ 分辨率，一般取值Ｏ．５。ｍｉｎｌｘ０（ｆ） （Ｚ）Ｉ表示在巧序列 ．［４］Ｆａｎ Ｓｈｕ，Ｃｈｅｎ Ｌｕｏｎａｎ．Ｓｈｏｒｔ－Ｔｅｒｍ ｌｏａｄ ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ ｂａｓｅｄ Ｏｉｌ ａｎ ａｄａｐｔｉｖｅ ｈｙｂｒｉｄ ｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ，２００６，２１（１）：３９２－－４０１． 上的各点与‰的最小差，再此基础上找到所有序列中 的最小差就是两级最小差叼ｍｉｎ ｍｉｎｌｘ０（ｚ）一 （ ）Ｉ；同 样，两级最大差的含义与最小差类似。 ＝ ［５］杨镜非，谢宏，程浩忠．ＳＶＭ与Ｆｏｕｒｉｅｒ算法在电网短期负 荷预测中的应用［Ｊ］．继电器，２００４，３２（４）：１７—１９． 则，Ｘｏ，Ｘｊ的关联度为： 一 ［６］盂明，牛东晓，关哲．中长期电力负荷组合预测模型平 ［Ｊ］．华北电力技术，２００４，（６）：４５—５０． ∑㈦ 叩 ＠ （８） ［７］杨延西，刘丁．基于小波变换和最小二乘支持向量机的短 期电力负荷预测［Ｊ］．电网技术，２００５，２９（１３）：６Ｏ一６４． 经计算，得： 改进模型与原始数据的关联度为０．６１４２； ［８］尹成群，康丽峰，孙伟，何玉钧．基于粗糙集和主成分分析 结合的短期负荷预测［Ｊ］．华北电力大学学报，２００７，３４ （１）：１－４． 原始模型与原始数据的关联度为０．６０５１。 因此，由０．６１４２＞０．６０５１＞０．６可知，改进模型较 原模型与原始数据的相似程度更大。 ［９］张晓星，周淙，任海军等．基于增量约简法确定电力负荷 预测模型输入参数［Ｊ］．电力系统自动化，２００５，２９（１３）： ４０－４４． ４结束语 本文提出的基于粗糙集改进的最小二乘支持 向量机模型，并将其运用于短期电力负荷预测中， ［１０］牛东晓，王秀梅．层次分析与支持向量机组合评价方法 的研究与应用［Ｊ］．华北电力大学学报，２００８，３５（３）：９５— ９８． 实证结果表明，改进模型较原始模型有较高的拟合 程度。然而，本文在进行粗糙集属性约简过程中，存 在模型繁琐的缺点．笔者将在后期对此作出一定的 修改。虽然在一定程度上增加了模型的复杂程度， Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｓｔｕｄｉｅｓ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｌｅａｓｔ ｓｑｕａｒｅｓ ｓｕｐｐｏｒｔ ｖｅｃｔｏｒ ｍａｃｈｉｎｅ ｍｏｄｅｌ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｏｕｇｈ ｓｅｔ ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ ｐｕｔｓ ｆｏｒｗａｒｄ ａｎ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｍｏｄｅｌ ｔｈａｔ ｉｓ Ｉｍｐｒｏｖｅｄ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｖｅｃｔｏｒ Ｍａｃｈｉｎｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｒｏｕｇｈ ｓｅｔ．Ｔｈｅ ｎｅｗ ｍｏｄｅｌ ｉｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ ｂｙ ｒｏｕｇｈ ｓｅｔ 但是电力负荷预测最终的指标即为准确度，从这一 指标来说，本文的改进是非常成功且高效必要的。 ｔｈｅｏｒｙ ａｔｔｉｂｕｔｅ ｒｅｄｕｃｔｉｒｏｎ ａｎｄ ｆｅａｔｕｒｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｓａｍｐｌｅ ｓｅｔ ａｎｄ ｇｅｔ ｔｈｅ ｕｓｅｆｕｌ 参考文献 ［１］牛东晓，吕海涛，张云云．贝叶斯框架下最小二乘支持向 量机的中长期电力负荷组合预测ｆＪ］．华北电力大学学 报，２００８，３５（６）：６２—６６． ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｒｅｓｅｒｖｅｄ，ｔｈｅ ｕｓｅｌｅｓｓ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｌｍｏｓｔ ｅｌｉｍｉｎａｔｅｄ ａｎｄ ｒｅａｃｈ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｆｉｔｔｉｎｇ ａｎｄ ｆｏｒｅｃａｓｔ ｐｕｒｐｏｓｅｓ．Ａｔ ｌａｓｔ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｍｏｄｅｌ ｔｏ ｓｈｏｒｔ—ｔｅｒｍ ｌｏａｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｍｏｄｅｌ’Ｓ ａｃｃｕｒａｃｙ ｉｓ ｈｉｇｈｅｒ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｈｏｒｔ ｔｅｒｍ ｌｏａｄ ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ；ｌｅａｓｔ ｓｑｕａｒｅｓ ｓｕｐｐｏｒｔ ｖｅｃｔｏｒ ｍａｃｈｉｎｅ ［２］魏伟，牛东晓，常征．负荷预测技术的新进展［Ｊ］，华北电 力大学学报，２ｏ０２，２９（１）：１０—１６． ［３］赵登福，王蒙，张讲社等．基于支撑向量机方法的短期负 荷预测明［Ｊ］．中国电机工程学报，２００２，２２（４）：２６—３０． （上接第１５页） ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ ｓａｆｅ ａｎｄ ｒｅｌｉａｂｌｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｆｔｅｒ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｉｓ ａｃｃｕｒａｔｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ａ－ ｐｙｔｈｏｎ，ｗｅ ａｃｃｏｍｐｌｉｓｈ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ．Ｔｈｕｓ ｔｈｉｓ ｓｙｓｔｅｍ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａ ｒｅｌｉａｂｌｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｔｏｏｌｓ ｆｏｒ ｌａｒｇｅ－ｓｃａｌｅ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ；ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ａｃｃｅｓｓｉｎｇ ｃａ— ｐａｂｉｌｉｔｙ；ｐｏｗｅｒ ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ ｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｎｅｅｄｓ ｏｆ Ｓｈａｎｄｏｎｇ ｐｏｗｅｒ ｄ ｗｉｎｄ ｅｎｇｉ— ｎｅｅｒｉｎｇ，ｗｅ ｄｅｖｅｌｏｐ ａｎｄ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ａ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ＰＳＳ／Ｅ ａｎｄ ｅｘｐｌｏｉｔｉｎｇ