一种考虑特高压直流接入的电网调峰运行预测方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑特高压直流接入的电网调峰运行预测方法，针对特高压直流接入电网后可能带来的调峰问题，引入了调峰裕度和弃电量两个指标，并基于特高压直流运行方式，对于不同月份的调峰情况，提出一套多目标分段的评估方法，建立以调峰裕度最大化和弃电量最小化为目标的数学模型，该模型根据低谷调峰盈余情况分别利用上述指标评估特高压直流接入对电网调峰平衡的影响，提出了一种考虑特高压直流接入的电网调峰运行预测方法。能够在特高压直流接入后保障电网可靠供电的同时提高经济效益，对考虑特高压直流接入电网的运行具有十分重要的意义。

A method for predicting peak load operation of Power Grid Considering UHV DC access

The invention discloses a method for considering the peak shaving operation of UHVDC access prediction method, according to the relevant problems of UHV DC grid may bring, the peak shaving margin and abandoned electricity two indicators, and based on the UHV DC operation mode for peak load different month, put forward a set of targets segmentation evaluation method, set up the mathematic model by the peak shaving margin maximization and abandoned power minimization in the model, according to the peak regulation respectively using the above indicators to evaluate the earnings effect of UHVDC access on power grid peak load balance, put forward by considering the peak shaving operation of UHVDC access prediction method. It is of great significance to consider the operation of UHVDC access to the power grid, which can guarantee the reliable power supply and improve the economic benefits after the UHV access.

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术一种考虑特高压直流接入的电网调峰运行预测方法，属于考虑特高压直流接入的电网调度领域。
技术介绍
：随着特高压直流接入电网，电网的运行更加复杂，调峰问题进一步加剧，亟需研究特高压直流接入对电网调峰的影响及其应对措施。目前，对特高压直流接入的电网调峰评估方法中，特高压直流一般按照定有功功率的运行方式进行处理，并且以备用容量或者调峰盈余作为指标来评估电网的调峰能力。以备用容量评估电网的调峰能力，即先求出电网所能提供的备用容量，再将电力系统所能提供的备用容量和所需求的备用容量进行对比，从而评估电网调峰平衡情况的优劣。以调峰盈余评估电网的调峰能力，则是根据电源的调峰能力、负荷峰谷差和备用容量求出调峰盈余，根据调峰盈余容量的大小对电网的调峰能力进行评估。传统的评估方法中特高压以定有功功率方式运行，会给电力系统的调峰带来巨大压力。并且仅以备用负荷或调峰盈余作为单一评价指标对调峰方案进行评估，难以适应复杂调峰运行方式的需求，无法对电网的调峰能力做出全面，科学的评价。
技术实现思路
：本文提供了一种考虑特高压直流接入的电网调峰评估运行预测方法，引入调峰裕度和弃电量两个新的评估指标，在调峰盈余为正时，以调峰裕度最大化为目标；在调峰盈余为负的时候，以弃电量最小为目标构建评估模型，逐月校核调峰平衡情况，根据校核结果分月制定特高压直流的调峰运行方式。本专利技术所采用的技术方案为：一种考虑特高压直流接入的电网调峰运行预测方法，包括以下步骤：步骤1：确定考虑特高压直流接入的调峰评估指标；步骤1.1：计算出历史当月负荷高峰时段电力系统的调峰盈余容量H和负荷低谷时段电力系统的调峰盈余容量D；负荷高峰时段电力系统调峰盈余容量H为H＝POmax-PFmax-PLR-PER(1)负荷低谷时段电力系统调峰盈余容量D为D＝PFmin-POmin-PSR(2)式中：PFmax和PFmin分别为电力系统的最高、最低发电负荷；POmax和POmin分别为电力系统所有出力可控电源同一时段最大、最小可调出力；PLR为负荷备用(热备用)；PER为事故备用(热备用)；PSR为负旋转备用。步骤1.2：对历史当月负荷高峰时段电力系统的调峰盈余容量H和负荷低谷时段电力系统的调峰盈余容量D的正负进行判断，确定合适的调峰评估指标：1)当历史对应月负荷高峰时期的调峰盈余和负荷低谷时期的调峰盈余同时为正时，以调峰裕度η作为调峰评估指标；2)当历史对应月负荷低谷时期调峰盈余不足时，此时调峰裕度为零，以月弃电量B作为调峰评估指标；步骤2：建立以调峰裕度最大化或弃电量最小化为目标的数学模型，预测当月电网调峰方案；步骤2.1：根据当月的调峰情况将调峰裕度的最大值或弃电量的最小值作为目标函数，建立特高压直流运行曲线优化策略数学模型；步骤2.2：基于分段建模理论，预测当月调峰方案；待预测的当月对应的历史月份以调峰裕度作为评估指标时，依次比较在不同特高压直流运行方式下对应历史月份调峰裕度的大小，将调峰裕度最大的情况对应的特高压直流运行方式作为当月最优调峰方案；待预测的当月对应的历史月份以弃电量作为评估指标时，依次比较在不同特高压直流运行方式下对应历史月份弃电量的大小，将弃电量最小的情况对应的特高压直流运行方式作为当月最优调峰方案。进一步地，所述建立特高压直流运行曲线优化策略数学模型如下：式中：Ω为调峰方案个数的取值空间，T为月份的取值空间，和分别为t月不同调峰方案i下的调峰裕度和月弃电量，Kt为t月的调峰裕度或弃电量。进一步地，所述调峰裕度η的表达式如下：调峰裕度η的具体求解过程如下：①计算电力系统调峰总盈余量；电力系统调峰总盈余容量S为S＝H+D(3)将式(1)和式(2)代入式(3)可得S＝(POmax-POmin)-(PFmax-PFmin)-(PLR+PER+PSR)(4)设变量ΔPO、ΔPF、PRΔPO＝POmax-POmin(5)ΔPF＝PFmax-PFmin(6)PR＝PLR+PER+PSR(7)式中：ΔPO为出力可控电源最大调峰能力，ΔPF为负荷的最大峰谷差，PR为电力系统所需的总备用。式(4)可以变为S＝ΔPO-ΔPF-PR(8)②计算负荷最大峰谷差值，即如公式(6)所示；③由调峰总盈余量和负荷最大峰谷差的比值得到调峰裕度。其中，S为电力系统调峰总盈余容量，ΔPF为负荷的最大峰谷差。进一步地，所述月弃电量B的表达式如下：B＝E×n×α其中，E表示日弃电量，t1和t2分别为典型日负荷低于最低出力的起始时间和终止时间，p为低谷最小出力，f(x)为典型日负荷曲线的数学表达式；n为该月份的天数，α为负荷特性系数，通过不同月份的负荷特性曲线确定。月弃电量B的具体求解过程如下：①计算典型日弃电量；典型日弃电量E为式中：p为低谷最小出力；f(x)为典型日负荷曲线的数学表达式；t1和t2分别为典型日负荷低于最低出力的起始时间和终止时间。②由典型日弃电量乘以比例系数得到月弃电量。月弃电量B为B＝E×n×α式中：E为典型日弃电量；n为该月份的天数；α为负荷特性系数，通过不同月份的负荷特性曲线确定。与现有方法相比，本专利技术提出的一种考虑特高压直流接入的电网调峰运行预测方法，具有以下优点和有益效果：1)同时考虑调峰盈余和峰谷差两个因素，引入调峰裕度作为调峰评估指标，比只用调峰盈余来评估更加合理和科学。2)针对特高压直流接入后可能引起的部分月份调峰盈余缺额的情况，引入弃电量作为调峰评估指标，来衡量低谷盈余不足时的调峰情况，考虑更加全面。3)以调峰裕度最大化和弃电量最小化双重目标作为调峰目标，在保证电网可靠运行的同时提高经济性。4)基于分段建模理论，逐月校核调峰情况，分别得到各个月对应的最优调峰方案，有效改善了以往特高压按定功率运行给电力系统调峰带来巨大压力的状况。附图说明：图1为本专利技术典型日弃电量的示意图；图2为本专利技术所述方法的流程图；图3为本专利技术实施例中的调峰盈余对比图；图4为本专利技术实施例中的调峰裕度对比图；图5为本专利技术实施例中的弃电量对比图。具体实施方式下面将结合附图和实施例对本专利技术做进一步的说明。如图2所示，一种考虑特高压直流接入的电网调峰运行预测方法，包括以下步骤：步骤1：考虑特高压直流接入的调峰评估指标的确定步骤1.1：根据调峰平衡情况分别计算出负荷高峰时段电力系统的调峰盈余容量和负荷低谷时段电力系统的调峰盈余容量：负荷高峰时段电力系统调峰盈余容量H为H＝POmax-PFmax-PLR-PER(1)负荷低谷时段电力系统调峰盈余容量D为D＝PFmin-POmin-PSR(2)式中：PFmax和PFmin分别为电力系统的最高、最低发电负荷；POmax和POmin分别为电力系统所有出力可控电源同一时段最大、最小可调出力；PLR为负荷备用(热备用)；PER为事故备用(热备用)；PSR为负旋转备用。步骤1.2：对负荷高峰时段电力系统的调峰盈余容量和负荷低谷时段电力系统的调峰盈余容量进行分析判断，确定合适的调峰评估指标：当负荷高峰时期的调峰盈余和负荷低谷时期的调峰盈余同时为正时，同时考虑调峰盈余和峰谷差两个因素，引入调峰裕度作为调峰评估指标。电力系统调峰总盈余容量S为S＝H+D(3)将式(1)和式(2)代入式(3)可得S＝(POmax-POmin)-(PFmax-PFmin)-(PL本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种考虑特高压直流接入的电网调峰运行预测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：确定考虑特高压直流接入的调峰评估指标；步骤1.1：计算出历史当月负荷高峰时段电力系统的调峰盈余容量H和负荷低谷时段电力系统的调峰盈余容量D；步骤1.2：对历史当月负荷高峰时段电力系统的调峰盈余容量H和负荷低谷时段电力系统的调峰盈余容量D的正负进行判断，确定合适的调峰评估指标：1)当历史对应月负荷高峰时期的调峰盈余和负荷低谷时期的调峰盈余同时为正时，以调峰裕度η作为调峰评估指标；2)当历史对应月负荷低谷时期调峰盈余不足时，以月弃电量B作为调峰评估指标；步骤2：建立以调峰裕度最大化或弃电量最小化为目标的数学模型，预测当月电网调峰方案；步骤2.1：根据当月的调峰情况将调峰裕度的最大值或弃电量的最小值作为目标函数，建立特高压直流运行曲线优化策略数学模型；步骤2.2：基于分段建模理论，预测当月调峰方案；待预测的当月对应的历史月份以调峰裕度作为评估指标时，依次比较在不同特高压直流运行方式下对应历史月份调峰裕度的大小，将调峰裕度最大的情况对应的特高压直流运行方式作为当月最优调峰方案；待预测的当月对应的历史月份以弃电量作为评估指标时，依次比较在不同特高压直流运行方式下对应历史月份弃电量的大小，将弃电量最小的情况对应的特高压直流运行方式作为当月最优调峰方案。...

【技术特征摘要】
1.一种考虑特高压直流接入的电网调峰运行预测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：确定考虑特高压直流接入的调峰评估指标；步骤1.1：计算出历史当月负荷高峰时段电力系统的调峰盈余容量H和负荷低谷时段电力系统的调峰盈余容量D；步骤1.2：对历史当月负荷高峰时段电力系统的调峰盈余容量H和负荷低谷时段电力系统的调峰盈余容量D的正负进行判断，确定合适的调峰评估指标：1)当历史对应月负荷高峰时期的调峰盈余和负荷低谷时期的调峰盈余同时为正时，以调峰裕度η作为调峰评估指标；2)当历史对应月负荷低谷时期调峰盈余不足时，以月弃电量B作为调峰评估指标；步骤2：建立以调峰裕度最大化或弃电量最小化为目标的数学模型，预测当月电网调峰方案；步骤2.1：根据当月的调峰情况将调峰裕度的最大值或弃电量的最小值作为目标函数，建立特高压直流运行曲线优化策略数学模型；步骤2.2：基于分段建模理论，预测当月调峰方案；待预测的当月对应的历史月份以调峰裕度作为评估指标时，依次比较在不同特高压直流运行方式下对应历史月份调峰裕度的大小，将调峰裕度最大的情况对...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈道君，陈跃辉，张斌，左剑，张可人，呙虎，张磊，李晨坤，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网湖南省电力公司，国网湖南省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11