Chapter 1
第1章 理論基礎

1.1 新能源消納的有效安全域

1.1.1 經典安全域

電力系統的安全域有較長的研究歷史，成果諸多。經典的安全域基于直流潮流分析方法給出，指的是在給定電網拓撲結構下，能夠滿足電力系統功率平衡約束、支路潮流約束以及平衡機調整范圍約束的節點有功功率注入域（包括發電機節點及負荷節點）[1]。

然而，在大規模新能源的并網消納問題中，安全域分析有其獨特特點，體現在以下幾個方面。

1）功率差額的多機平衡機制：經典安全域方法在求解直流潮流方程時，預先設定的平衡節點將對功率差額進行補償，保證電力系統供需的平衡。而在實際運行中，注入功率擾動造成的系統功率供需差額將根據參與因子的大小，在自動發電控制（Automatic Generation Control，AGC）機組間進行分配，從而形成了新能源并網消納的多機平衡機制。

2）區別化的考察對象：在對大規模新能源并網消納策略的優化過程中，電網運行人員并非是同等程度地關心所有節點功率擾動的安全接納范圍。在不考慮機組或傳輸線路故障及常規機組發電計劃執行偏差的情況下，系統中需要關注的往往是風電等不確定性電源接入節點的安全接納范圍。

3）存在無效的安全域：對于需要考察的節點，安全域也并非越大越好。對于注入存在擾動的節點，只有與擾動范圍重合的部分安全域才是對系統應對擾動有效的安全域。由于系統中機組的調節能力有限、支路的傳輸能力有限，節點的安全注入范圍之間必然存在相互擠壓的現象。因而，在進行新能源并網消納策略優化決策時，要使有限的系統資源盡量形成有效的安全域，以提高系統應對新能源發電功率擾動的總體能力。

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