Chapter 1
第1章 理論基礎(chǔ)

1.1 新能源消納的有效安全域

1.1.1 經(jīng)典安全域

電力系統(tǒng)的安全域有較長(zhǎng)的研究歷史，成果諸多。經(jīng)典的安全域基于直流潮流分析方法給出，指的是在給定電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下，能夠滿足電力系統(tǒng)功率平衡約束、支路潮流約束以及平衡機(jī)調(diào)整范圍約束的節(jié)點(diǎn)有功功率注入域（包括發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)及負(fù)荷節(jié)點(diǎn)）[1]。

然而，在大規(guī)模新能源的并網(wǎng)消納問題中，安全域分析有其獨(dú)特特點(diǎn)，體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1）功率差額的多機(jī)平衡機(jī)制：經(jīng)典安全域方法在求解直流潮流方程時(shí)，預(yù)先設(shè)定的平衡節(jié)點(diǎn)將對(duì)功率差額進(jìn)行補(bǔ)償，保證電力系統(tǒng)供需的平衡。而在實(shí)際運(yùn)行中，注入功率擾動(dòng)造成的系統(tǒng)功率供需差額將根據(jù)參與因子的大小，在自動(dòng)發(fā)電控制（Automatic Generation Control，AGC）機(jī)組間進(jìn)行分配，從而形成了新能源并網(wǎng)消納的多機(jī)平衡機(jī)制。

2）區(qū)別化的考察對(duì)象：在對(duì)大規(guī)模新能源并網(wǎng)消納策略的優(yōu)化過程中，電網(wǎng)運(yùn)行人員并非是同等程度地關(guān)心所有節(jié)點(diǎn)功率擾動(dòng)的安全接納范圍。在不考慮機(jī)組或傳輸線路故障及常規(guī)機(jī)組發(fā)電計(jì)劃執(zhí)行偏差的情況下，系統(tǒng)中需要關(guān)注的往往是風(fēng)電等不確定性電源接入節(jié)點(diǎn)的安全接納范圍。

3）存在無效的安全域：對(duì)于需要考察的節(jié)點(diǎn)，安全域也并非越大越好。對(duì)于注入存在擾動(dòng)的節(jié)點(diǎn)，只有與擾動(dòng)范圍重合的部分安全域才是對(duì)系統(tǒng)應(yīng)對(duì)擾動(dòng)有效的安全域。由于系統(tǒng)中機(jī)組的調(diào)節(jié)能力有限、支路的傳輸能力有限，節(jié)點(diǎn)的安全注入范圍之間必然存在相互擠壓的現(xiàn)象。因而，在進(jìn)行新能源并網(wǎng)消納策略優(yōu)化決策時(shí)，要使有限的系統(tǒng)資源盡量形成有效的安全域，以提高系統(tǒng)應(yīng)對(duì)新能源發(fā)電功率擾動(dòng)的總體能力。

由此，接下來定義新能源消納的有效安全域，給出大規(guī)模新能源并網(wǎng)消納中所需的安全域形式。