一种提升电网调节充裕性的多源协调调度方法技术

本发明专利技术涉及电力系统运行与控制领域，一种提升电网调节充裕性的多源协调调度方法。针对当前大容量储热、储电、火电深度调峰、弃风、核电调峰多种资源的协调调度技术空白问题，本发明专利技术提出一种提升电网调节充裕性的多源协调调度方法，该方法对火电深度调峰、大容量储热、储电、弃风、核电调峰五种资源进行合理协调控制，提出热储风火核统一功率控制设定模型，优化多种调峰资源的投切时序，建立多级控制判据，形成基于自动发电控制的功率设定模型，大幅提升电网整体的调节裕度，解决多种资源有序调度的难题，具有很高的实际调度运行应用价值。

A multi source coordinated scheduling method for improving power grid regulation adequacy

The invention relates to the field of power system operation and control, and a multi source coordinated scheduling method to improve the regulation adequacy of the power grid. In view of the large capacity thermal storage, power storage, thermal power, nuclear power, wind up peak load peak multiple resources coordination scheduling technology gap problem, the invention provides a method for improving power regulation, adequacy of multi-source coordinated scheduling method, the method of thermal power peak load and large capacity heat storage, power storage, abandoned wind, nuclear power peaking five kinds of resources rationally coordinated control, proposed wind heat storage unified nuclear power control setting model, optimization of multi peak resource switching sequence, the establishment of a multi-level control criterion, the formation model of the power set based on automatic generation control, greatly enhance the margin adjustment degree of the grid, solve the problem of multiple resources orderly scheduling, has very high the actual operation value.

【技术实现步骤摘要】
一种提升电网调节充裕性的多源协调调度方法
本专利技术涉及电力系统运行与控制领域，具体涉及一种提升电网调节充裕性的多源协调调度方法。
技术介绍
大规模风电并网后，电网消纳问题成为主要矛盾，然而消纳技术的核心瓶颈在于系统电源调节充裕性不足，导致电网调峰困难。为了更多比例的消纳新能源，发电机组在负荷峰谷时段已经运行在极限裕度区间内，导致系统的整体调节能力严重不足，不足以防御大扰动带来的安全稳定性威胁。因此，提升电网调节充裕性成为大规模新能源并网环境下的首要解决问题。由于风电的间歇性与反调峰特性，在负荷尖峰或低谷时段，系统调峰与调频难度增加，明显反映出自动发电控制(AGC)机组的调节容量严重不足。因此，系统内可调节的资源显得尤为重要。与现有技术对比，国内外在大规模风电接入下的系统充裕性调控方面已出现相应的研究内容。对比文件1《满足充裕性指标的电力系统可接纳风电容量评估》考虑了调峰不足概率、调峰不足期望、发电不足概率和发电不足期望4个充裕性指标量化风电接入容量对系统充裕性的影响程度，据此来指导风电接纳能力评估。研究成果是从规划与评估角度建立调峰充裕指标，优化充裕资源的配置来改善风电接纳能力。本专利技术从电网实时调度角度，建立火电深度调峰、大容量储热、储电、弃风、核电调峰五种充裕调节资源的协调控制方法，该方法能够使电网充裕调峰达到最优实现过程。对比文件2《风电并网电力系统充裕性决策模型和方法研究》在风电大规模集中接入模式下，从资源调用灵活性的角度出发，界定并识别电力系统发电、输配电、用电等环节上的灵活型充裕性资源，提出了协同灵活充裕性资源以促进风电消纳的理念。在此基础上，建立综合考虑火电、水电和风电发电技术特性、电力和热力负荷平衡、输电容量等多种约束的风电消纳能力分析模型，指导系统调节，实现系统充裕性的提升。本专利技术对比该技术，核心创新点是优化排列了清洁能源与大容量储热、储电的调度时序，定义了多级控制判据，能够自动实时的根据系统的充裕需求来计算调度决策量，是首次面向火电深度调峰、大容量储热、储电、弃风、核电调峰五大调节资源，提出的电网实时优化调控策略，能够切实指导大规模风电接入下电网的实际运行。目前，针对提升调峰充裕性的协调调度问题，现有技术包括火电深度调峰、核电机组调峰、抽水蓄能、储能、联络线跨区消纳、弃风等等。每项独立技术的研究均在逐步完善中。然而，对于以消纳清洁能源为目标，将五种大容量储热、储电、火电深度调峰、弃风、核电调峰资源同时考虑，合理布局热储火风核的多源协调架构，优化相互间的协调运行方式，仍然处于技术空白。针对多种资源的投入时序、容量值、最优运行方式进行协调调度，本专利技术提出一种提升电网调节充裕性的多源协调调度方法，解决大容量热储火风核物种资源的协调调度问题。
技术实现思路
本专利技术的以消纳清洁能源为目标，针对当前大容量储热、储电、火电深度调峰、弃风、核电调峰多种资源的协调调度技术空白问题，本专利技术提出一种提升电网调节充裕性的多源协调调度方法，该方法优化了多种调峰资源的投切时序，建立了多级控制判据，形成了基于自动发电控制的功率设定模型，大幅提升电网整体的调节裕度，解决多种资源有序调度的难题，具有很高的实际调度运行应用价值。为了实现上述目的，本专利技术提出如下技术方案，对火电深度调峰、大容量储热、储电、弃风、核电调峰五种资源进行合理协调控制，依据火电的调节能力、储热的调节容量、储电的调节灵活性、风电的消纳性、核电的清洁能源保护性，综合提出热储火风核统一功率控制设定模型，以火电深度调峰作为初始基准，通过一级投切判据，实现大容量储热单元的投切条件判别，并定义了负荷低谷时段。二级投切判据，实现储电单元的投切条件判别，并定义了负荷高峰与低谷时段。三级投切判据，实现弃风措施的投切条件判别。四级投切判据，实现核电调峰措施的投切条件判别，考虑了作为清洁能源的核电在最后时序的动作决策。通过以上四级控制，能够提升系统的充裕性，随着负荷的变化，电网调节充裕性满足要求后，进入恢复过程，次序为四级措施投入的逆序。具体方法采用如下步骤：步骤一：基于自动发电控制系统，分析大规模风电接入后系统功率平衡差额；步骤二：火电机组深度调峰作为调节基准，判断无差控制后系统的调节充裕性；步骤三：建立热储火风核统一功率控制设定模型；步骤四：基于大容量电蓄热单元，建立一级投切判据，判断系统调节充裕性，将一级投切判据作为时序优先级排列第一的执行变量；步骤五：基于大容量储电单元，建立二级投切判据，判断系统调节充裕性，将二级投切判据作为时序优先级排列第二的执行变量。步骤六：基于弃风措施，建立三级投切判据，判断系统调节充裕性，将三级投切判据作为时序优先级排列第三的执行变量。步骤七：基于核电调峰措施，建立四级投切判据，判断系统调节充裕性，将四级投切判据作为时序优先级排列第四的执行变量。步骤八：构建电网调峰充裕性恢复后的热储火风核协调方法。进一步地，所述步骤二中，系统调节充裕性表达式，如下式：式中：j为电网中火电机组，N为电网中火电机组的总数，为电网向上调节限值，Pj为电网向下调节限值，Pj,max为机组最大出力，Pj,min为机组最小出力，为电网向上调节裕度，RN为电网向下调节裕度。进一步地，所述步骤三中，热储火风核统一功率控制设定模型如下式：式中：t为控制作用的时刻，为基点功率，为火电深度调峰量，χ为四级判据变量矩阵，为大容量电储热的投切判据，为储电的投切判据，为弃风措施的投切判据，为核电调峰措施的投切判据，ΔPsh为大容量电储热的调节总量，ΔPse为储电的调节总量，ΔPaw为弃风措施的调节总量，ΔPan为核电调峰的调节总量。进一步地，所述步骤四中，一级投切判据如下式：式中：[ta,tb]为负荷低谷时段，当火电深度调峰后，系统裕度仍小于限值时，一级判据作用生效，作用系数为其本身进行大容量储热功率控制。反之为0。进一步地，所述步骤五中，二级投切判据如下式：式中：[ta,tb]为负荷低谷时段，[tc,td]为负荷尖峰时段，当火电深度调峰、大容量储热投入后，系统裕度仍小于限值时，二级判据作用生效，作用系数为其本身进行储电功率控制。反之为0。进一步地，所述步骤六中，三级投切判据如下式：式中：当火电深度调峰、大容量储热投入、储电投入后，系统裕度仍小于限值时，三级判据作用生效，作用系数为其本身进行弃风功率控制。反之为0。进一步地，所述步骤七中，四级投切判据如下式：式中：当火电深度调峰、大容量储热投入、储电投入、弃风措施投入后，系统裕度仍小于限值时，四级判据作用生效，作用系数为其本身进行核电功率控制。反之为0。进一步地，所述步骤八中，构建电网调峰充裕性恢复后的热储火风核协调方法，当电网调峰裕度充足后，要对热储火风核多源措施进行退出恢复，定义顺序为逆序，从核电恢复-风电恢复-储电恢复-大容量储热-火电深度调峰恢复。有益效果本专利技术的以消纳清洁能源为目标，针对当前大容量储热、储电、火电深度调峰、弃风、核电调峰多种资源的协调调度技术空白问题，本专利技术提出一种提升电网调节充裕性的多源协调调度方法，该方法优化了多种调峰资源的投切时序，建立了多级控制判据，形成了基于自动发电控制的功率设定模型，大幅提升电网整体的调节裕度，解决多种资源有序调度的难题，具有很高的实际调度运行应用价值。附图说明图1为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提升电网调节充裕性的多源协调调度方法，其特征在于，该方法对火电深度调峰、大容量储热、储电、弃风、核电调峰五种资源进行合理协调控制，依据火电的调节能力、储热的调节容量、储电的调节灵活性、风电的消纳性、核电的清洁能源保护性，提出热储火风核统一功率控制设定模型，以火电深度调峰作为初始基准，通过一级投切判据，实现大容量储热单元的投切条件判别，定义负荷低谷时段；二级投切判据，实现储电单元的投切条件判别，定义负荷高峰与低谷时段；三级投切判据，实现弃风措施的投切条件判别；四级投切判据，实现核电调峰措施的投切条件判别。

【技术特征摘要】
1.一种提升电网调节充裕性的多源协调调度方法，其特征在于，该方法对火电深度调峰、大容量储热、储电、弃风、核电调峰五种资源进行合理协调控制，依据火电的调节能力、储热的调节容量、储电的调节灵活性、风电的消纳性、核电的清洁能源保护性，提出热储火风核统一功率控制设定模型，以火电深度调峰作为初始基准，通过一级投切判据，实现大容量储热单元的投切条件判别，定义负荷低谷时段；二级投切判据，实现储电单元的投切条件判别，定义负荷高峰与低谷时段；三级投切判据，实现弃风措施的投切条件判别；四级投切判据，实现核电调峰措施的投切条件判别。2.如权利要求1所述的一种提升电网调节充裕性的多源协调调度方法，其特征在于，该方法具体步骤如下：步骤一：基于自动发电控制系统，分析大规模风电接入后系统功率平衡差额；步骤二：火电机组深度调峰作为调节基准，判断无差控制后系统的调节充裕性；步骤三：建立热储火风核统一功率控制设定模型；步骤四：基于大容量电蓄热单元，建立一级投切判据，判断系统调节充裕性，将一级投切判据作为时序优先级排列第一的执行变量；步骤五：基于大容量储电单元，建立二级投切判据，判断系统调节充裕性，将二级投切判据作为时序优先级排列第二的执行变量；步骤六：基于弃风措施，建立三级投切判据，判断系统调节充裕性，将三级投切判据作为时序优先级排列第三的执行变量；步骤七：基于核电调峰措施，建立四级投切判据，判断系统调节充裕性，将四级投切判据作为时序优先级排列第四的执行变量；步骤八：构建电网调峰充裕性恢复后的热储火风核协调方法。3.如权利要求2所述的一种提升电网调节充裕性的多源协调调度方法，其特征在于，所述步骤二中，系统调节充裕性表达式，如下式：式中：j为电网中火电机组，N为电网中火电机组的总数，为电网向上调节限值，Pj为电网向下调节限值，Pj,max为机组最大出力，Pj,min为机组最小出力，为电网向上调节裕度，RN为电网向下调节裕度。4.如权利要求2或3所述的一种提升电网调节充裕性的多源协调调度方法，其特征在于，所述步骤三中，热储火风核统一功率控制设定模型如下式：式中：t为控制作用的时刻，为基点功率，为火电深度调峰量，χ为四级判据变量矩阵，为大容量电储热的投切判据，为储电的投切判据，为弃风措施的投切判据，为核电调峰措施的投切判据，ΔPsh为大容量电储热的调节总量，ΔPse为储电的调节总量，ΔPaw为弃风措施的调节总量，ΔPan为核电调峰的调节总量。5.如权利要求2-4任一一项所述的一种提升电网调节充裕性的多源协调调度方法，其特征在于，所述步骤四中，一级投切判据如下式：式中：[...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛维春，李家珏，邵宝珠，谭洪恩，沈力，苏安龙，高凯，葛延峰，王顺江，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司，国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21