一种基于时序运行模拟的电力电量平衡指标计算方法技术

本发明专利技术涉及一种基于时序运行模拟的电力电量平衡指标计算方法，其步骤：电力平衡指标及计算：由每月的运行模拟数据得到每月的盈亏控制时段和调峰控制时段，然后利用盈亏和调峰控制时段计算每个月11类电力平衡指标；每个月11类电力平衡指标包括系需容量、系统装机、核电利用、蓄能利用、水电利用、火电利用、调峰利用、风光利用、调峰不足和电力其他指标；电量平衡指标及计算：由8760点运行模拟的结果，分别计算全年和每月的总负荷需求、各类机组发电量、风光的消纳量及各类机组利用小时数，并根据得到的指标对规划方案的电量平衡情况进行评估；电量平衡指标包括系需电量、核电发电、蓄能平衡、水电可用、调峰发电、火电发电、风光可用和利用小时。

【技术实现步骤摘要】
一种基于时序运行模拟的电力电量平衡指标计算方法
本专利技术涉及一种电力系统分析领域，特别是关于一种基于时序运行模拟的电力电量平衡指标计算方法。
技术介绍
随着新能源的迅猛发展以及电力需求与生产的区域不平衡，对电力系统规划过程中整体和区域的电力电量平衡提出了新的挑战。一方面，中国经济负荷中心与能源基地分布不均衡的情况正在加剧，电力电量跨省跨区流动更加活跃；另一方面，风光等大规模可再生能源出力波动性强，难以预测，同时缺少可调节机组和外送通道的地区，使可再生能源消纳问题突出。传统的电力电量平衡主要包括电力平衡和电量平衡。其中，电力平衡是电网内电源发电功率和电力负荷及网络损耗的平衡，主要内容包括电源工作容量计算、备用容量计算以及电力平衡校核等。电量平衡是研究在规划期内电网的需求电量与系统内各发电厂可发电量的平衡，主要内容包括各类电源发电量计算、各类电源利用小时数计算以及电量平衡校核等。通常，对于火电机组为主的电网，可以选取典型日负荷曲线，进行手工计算；对于水电占比较高的电网相对复杂，可以通过软件辅助计算，比如联合电力系统运行模拟软件和国家网运行模拟软件。这些通过选取典型运行方式和典型日负荷曲线进行运行模拟以确定电力电量平衡的传统方法，主要有以下几点不足：(1)仅仅进行典型负荷日的运行模拟得到电力电量平衡的结果过于粗糙，难以满足运行方式更加多变的电网规划现状对精细化的要求；(2)风光等可再生能源在电网中的占比逐渐提升、不确定性强，传统的电力电量平衡简单的处理方式难以适用；(3)电力电量平衡的指标需要进一步充实，需要更加全面的指标体系以同时反映可再生能源利用率，弃电量，各类型机组的调峰情况等。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种基于时序运行模拟的电力电量平衡指标计算方法，该方法基于精细化时序运行模拟技术的结果，以应对高比例新能源入网，调峰容量不足以及区域能源与负荷中心分布不均衡对电力系统规划的挑战，提高电力系统电力电量平衡的精细化水平和准确度。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种基于时序运行模拟的电力电量平衡指标计算方法，其特征在于包括以下步骤：1)电力平衡指标及计算：基于精细化运行模拟的结果，由已有每月的运行模拟数据得到每月的盈亏控制时段和调峰控制时段，然后利用盈亏和调峰控制时段计算每个月11类电力平衡指标；其中，盈亏控制时段是指当月典型日峰荷时段，调峰控制时段是指当月典型日谷荷时段，此处负荷是指系统负荷考虑区外协议，区内指定出力以及新能源之后的用于排计划的等效负荷；每个月11类电力平衡指标包括系需容量、系统装机、核电利用、蓄能利用、水电利用、火电利用、调峰利用、风光利用、调峰不足和电力其他指标；2)电量平衡指标及计算：基于精细化运行模拟的结果，由8760点运行模拟的结果，分别计算全年和每月的总负荷需求、各类机组发电量、风光的消纳量及各类机组利用小时数，并根据得到的指标对规划方案的电量平衡情况进行评估；各类电量平衡指标包括系需电量、核电发电、蓄能平衡、水电可用、调峰发电、火电发电、风光可用和利用小时。进一步，所述步骤1)中，系需容量为月典型日盈亏控制时段电力系统需要的容量：式中，Psys为系需容量，为发电负荷也就是盈亏控制时段的负荷，为备用容量，为外送电力，为外购电力；其中，备用容量为：式中，为盈亏控制时段的旋转备用，为盈亏控制时段的检修备用，为盈亏控制时段的停机备用。进一步，所述步骤1)中，系统装机Csys包括盈亏控制时段的火电装机水电装机核电装机抽水蓄能装机调峰机组装机风电装机光伏装机以及其他机组装机核电利用是指盈亏控制时段核电机组的出力，基荷为调峰控制时段的出力，核电峰荷为核电承担峰荷的部分：蓄能利用为盈亏控制时段对抽蓄容量的需求：其中，为蓄能发电，为蓄能备用。进一步，所述步骤1)中，水电利用为盈亏控制时刻对水电容量的需求：其中，为水电工作，为水电备用，水电工作为水电盈亏时刻的出力；水电备用为此时的水电旋转备用；火电利用为盈亏控制时段火电的利用情况，火电利用包括火电工作和火电备用两部分：其中，火电工作是指火电盈亏控制时段的出力；为火电备用：式中，为火电盈亏控制时段旋转备用；为火电盈亏控制时段停机备用；为火电盈亏控制时段火电检修备用。进一步，所述步骤1)中，调峰利用描述了燃机在典型日的典型时刻利用状态：调峰工作为燃机盈亏时刻的出力；调峰备用为：其中，为燃机旋转备用；为停机备用；风光利用是指风电盈亏控制时段的出力，光伏利用是指光伏盈亏控制时段的出力。进一步，所述步骤1)中，调峰不足系列指标反应了调峰不足的程度及影响，若系统旋备充足，但有切负荷，则是调峰的问题，调峰不足容量Pf,lk为：其中，指盈亏控制时刻切负荷量，指备用不足容量；最大弃水电力是指调峰控制时段弃水电力，最大弃水电力基荷是指盈亏控制时段弃水电力，弃风电力是指调峰控制时段弃风电力，弃光电量是指调峰控制时段弃光电力。进一步，所述步骤1)中，电力其他指标如下：(1)如果不产生切负荷且备用满足要求，则火电需要Pc,nd为：否则，火电需要Pc,nd为：其中，为火电利用；为火电检修；为电力不足，电力不足为盈亏控制时段切负荷；为备用缺额，备用缺额是指如果安排完停机备用，备用还不足，则为备用要求减去实际旋转备用和停机备用容量，如果安排完停机备用还有剩余则为零；(2)如果电力不足和备用缺额有一项为负，则电力盈余为：否则，电力盈余为：(3)外送电力基荷为调峰控制时段外送电力；外送电力峰荷为：其中，是指盈亏控制时段外送电力；(4)外来电力基荷是指调峰控制时段外购电力；外来电力峰荷为：其中，是指盈亏控制时段外购电力。进一步，所述步骤2)中，系需电量Wsys为系统每年或每月的系统的净电需求：Wsys＝Wd+Wa-Ws其中，Wd为预设统计时段内区内负荷总电量；Wa为预设统计时段内区内外购总电量；Ws为预设统计时段内区外售总电量；核电发电为每年或每月的核电总发电量，核电峰荷和基荷电量分别为：其中，为第i个时段的全部核电机组峰荷；为第i个时段的全部核电机组基荷发电电量，N为统计时段的小时数；蓄能平衡Wp,bala描述了每年或每月抽蓄总的发电与储能情况：Wp,bala＝Wp,gen-Wp,use其中，发电电量Wp,gen是指在预设统计时段内抽蓄机组总发电量；抽蓄耗电Wp,use是指在预设统计时段内抽蓄机组储能总耗电量。进一步，所述步骤2)中，水电可用为每年或每月的水电总发电量；水电峰荷和基荷电量分别为：其中，为第i个时段的全部水电峰荷；为第i个时段的基荷发电电量，N为统计时段数；调峰发电为每年或每月的燃机总发电量，调峰机组峰荷和基荷电量分别为：其中，为第i个时段的全部燃机机组的峰荷；为第i个时段的基荷发电电量，N为统计时段数。进一步，所述步骤2)中，火电发电为每年或每月的火电总发电量，火电峰荷和基荷电量分别为：其中，为第i个时段的全部火电机组峰荷；为第i个时段的基荷发电电量，N为统计时段数；风光可用包括风电可用光伏可用风电发电Ww、光伏发电Wpv、弃风电量Ww,rd和弃光电量Wpv,rd；其中风电可用光伏可用为在无弃风、弃光的情况下，预设统计时段内风电和光伏自然最大发电量，风电发电Ww、光伏发电Wpv为在预设统计时段内风电和光伏实际发电量；利用小时：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于时序运行模拟的电力电量平衡指标计算方法，其特征在于包括以下步骤：1)电力平衡指标及计算：基于精细化运行模拟的结果，由已有每月的运行模拟数据得到每月的盈亏控制时段和调峰控制时段，然后利用盈亏和调峰控制时段计算每个月11类电力平衡指标；其中，盈亏控制时段是指当月典型日峰荷时段，调峰控制时段是指当月典型日谷荷时段，此处负荷是指系统负荷考虑区外协议，区内指定出力以及新能源之后的用于排计划的等效负荷；每个月11类电力平衡指标包括系需容量、系统装机、核电利用、蓄能利用、水电利用、火电利用、调峰利用、风光利用、调峰不足和电力其他指标；2)电量平衡指标及计算：基于精细化运行模拟的结果，由8760点运行模拟的结果，分别计算全年和每月的总负荷需求、各类机组发电量、风光的消纳量及各类机组利用小时数，并根据得到的指标对规划方案的电量平衡情况进行评估；各类电量平衡指标包括系需电量、核电发电、蓄能平衡、水电可用、调峰发电、火电发电、风光可用和利用小时。

【技术特征摘要】
1.一种基于时序运行模拟的电力电量平衡指标计算方法，其特征在于包括以下步骤：1)电力平衡指标及计算：基于精细化运行模拟的结果，由已有每月的运行模拟数据得到每月的盈亏控制时段和调峰控制时段，然后利用盈亏和调峰控制时段计算每个月11类电力平衡指标；其中，盈亏控制时段是指当月典型日峰荷时段，调峰控制时段是指当月典型日谷荷时段，此处负荷是指系统负荷考虑区外协议，区内指定出力以及新能源之后的用于排计划的等效负荷；每个月11类电力平衡指标包括系需容量、系统装机、核电利用、蓄能利用、水电利用、火电利用、调峰利用、风光利用、调峰不足和电力其他指标；2)电量平衡指标及计算：基于精细化运行模拟的结果，由8760点运行模拟的结果，分别计算全年和每月的总负荷需求、各类机组发电量、风光的消纳量及各类机组利用小时数，并根据得到的指标对规划方案的电量平衡情况进行评估；各类电量平衡指标包括系需电量、核电发电、蓄能平衡、水电可用、调峰发电、火电发电、风光可用和利用小时。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1)中，系需容量为月典型日盈亏控制时段电力系统需要的容量：式中，Psys为系需容量，为发电负荷也就是盈亏控制时段的负荷，为备用容量，为外送电力，为外购电力；其中，备用容量为：式中，为盈亏控制时段的旋转备用，为盈亏控制时段的检修备用，为盈亏控制时段的停机备用。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1)中，系统装机Csys包括盈亏控制时段的火电装机水电装机核电装机抽水蓄能装机调峰机组装机风电装机光伏装机以及其他机组装机核电利用是指盈亏控制时段核电机组的出力，基荷为调峰控制时段的出力，核电峰荷为核电承担峰荷的部分：蓄能利用为盈亏控制时段对抽蓄容量的需求：其中，为蓄能发电，为蓄能备用。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1)中，水电利用为盈亏控制时刻对水电容量的需求：其中，为水电工作，为水电备用，水电工作为水电盈亏时刻的出力；水电备用为此时的水电旋转备用；火电利用为盈亏控制时段火电的利用情况，火电利用包括火电工作和火电备用两部分：其中，火电工作是指火电盈亏控制时段的出力；为火电备用：式中，为火电盈亏控制时段旋转备用；为火电盈亏控制时段停机备用；为火电盈亏控制时段火电检修备用。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1)中，调峰利用描述了燃机在典型日的典型时刻利用状态：调峰工作为燃机盈亏时刻的出力；调峰备用为：其中，为燃机旋转备用；为停机备用；风光利用是指风电盈亏控制时段的出力，光伏利用是指光伏盈亏控制时段的出力。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1)中，调峰不足系列指标反应了调峰不足的程度及影响，若系统旋备充足，但有切负荷，则是调峰的问题，调峰不足容量Pf,lk为：其中，指盈亏控制时刻切负荷量，指备用不足容量；最大弃水电力是指调峰控制时段弃水电力...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯庆春，张宁，康重庆，王智冬，戚庆茹，王佳明，刘斯伟，
申请(专利权)人：清华大学，国家电网公司，国网经济技术研究院有限公司，国网青海省电力公司，
类型：发明
国别省市：北京,11