计及短期需求响应的风电并网电力系统规划方法技术方案

本发明专利技术公开了计及短期需求响应的风电并网电力系统规划方法，包括以下步骤：S1、获取风电并网电力系统基本信息；S2、根据风电并网电力系统基本信息构建传统电力系统规划模型；S3、根据风电并网电力系统基本信息确定风电并网电力系统的运行约束条件以及用电需求响应因子；S4、根据传统电力系统规划模型、约束条件以及用电需求响应因子建立计及短期需求响应的风电并网电力系统规划模型；S5、通过计及短期需求响应的风电并网电力系统规划模型进行风电并网电力系统的规划计算。其应用时，可以解决风电并网电力系统需求侧的变化影响用电需求响应能力的问题，同时可以有效降低大规模风电并网对电力系统规划的影响。

【技术实现步骤摘要】
计及短期需求响应的风电并网电力系统规划方法
本专利技术涉及电力系统规划
，具体涉及计及短期需求响应的风电并网电力系统规划方法。
技术介绍
加快可再生能源开发与利用是现代能源发展的重要方面，可再生能源发电的一种最为主要的形式是风力风电，对于我国而言，大规模发展需要并网运行的风电等可再生能源发电是我国能源生产地区与能源消费地区极端平衡这个国情所决定的，因此未来我国电力系统扩容规划所面临的最为主要的一个挑战就是如何应对大规模风电并网运行的问题。另外一方面，我国电力系统需求侧如何形成用电需求响应能力，如何提高各类用户及其它们的各类用电终端的用电效率，既是我国电力市场化改革的需要，也是为了能够允许更多的风电并网运行的需要。大规模风电并网发电将影响着电力系统的运行决策和电力系统的规划决策。在系统运行方面，风电的大量并网将使得系统供电出力有明显的不稳定性。由于传统发电机组的灵活性如何要受制于这些传统发电机组的技术约束条件，例如发电机组的爬坡速度和最低发电出力限值，因此在长期系统规划中应该考虑发电机组的调峰能力配置问题。随着未来风电并网比例越来越大，就必须在长期的电力系统规划中做出相应的安排以保证有越来越大的发电调峰能力。随着智能计量技术的出现，就使得用户能够对于系统实时状况进行响应。在这种情况下，传统的电力系统规划模型已经不能适应这种变化带来的需求，需要建立一种新型的规划模型，使其能够确定出一个在发电、输配电和用电三个环节上达到总体成本最低或者总体净效益最大的电力系统扩容方案。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的不足，提供计及短期需求响应的风电并网电力系统规划方法，其应用时，可以解决风电并网电力系统需求侧的变化影响用电需求响应能力的问题，同时可以有效降低大规模风电并网对电力系统规划的影响。本专利技术通过以下技术方案实现：计及短期需求响应的风电并网电力系统规划方法，包括以下步骤：S1、获取风电并网电力系统基本信息；S2、根据风电并网电力系统基本信息构建传统电力系统规划模型；S3、根据风电并网电力系统基本信息确定风电并网电力系统的运行约束条件以及用电需求响应因子；S4、根据传统电力系统规划模型、约束条件以及用电需求响应因子建立计及短期需求响应的风电并网电力系统规划模型；S5、通过计及短期需求响应的风电并网电力系统规划模型进行风电并网电力系统的规划计算。优选地，所述用电需求响应因子包括用电端自价格弹性和交叉价格弹性的作用因素及其对于系统运行可靠性的作用因素。优选地，基于自价格弹性和交叉价格弹性特征来定义每单位小时的用电需求函数，并将其引入用电需求响应因子。优选地，步骤S1中，风电并网电力系的统发电端包括燃料发电、核电、水力发电、风力发电，风电并网电力系统基本信息包括但不仅限于与系统水平年负荷预测信息、系统水平年常规电源区域规划信息、系统水平年常规用电区域规划信息、电源区域内储能信息、发电机组参数信息、用电区域用电需求信息。优选地，步骤S4中，计及短期需求响应的风电并网电力系统规划模型的目标函数为：最小成本MinCost＝∑iFCi×capi+∑i,jVCi×gi,j+∑jCC×curtj；约束条件：其中，相关变量和参数的意义：I(i)为发电机组种类集合；J(j)为时间段集合；A+,B+为正平衡线性化参数；A-,B-为反平衡线性化参数；为正平衡要求；为反平衡要求；CC为中断风电出力的成本；DEMj为单位小时j的初始用电需求水平；EFF为抽水蓄能电站中的水泵与发电机的效率；FCi为发电机组i的固定投资成本；MRi为必须运行的发电机组i的相关参数；PMi为发电机组i周期性维修的相关参数；PUMP_CAP为来自水泵的电能最大值或者由水库发出的电能最大值；RR_Ci为发电机组i所提交的爬坡速度；RR_NCi为发电机组i没有提交的爬坡速度；STO_CAP为最大的储能数量；T_CAP为输电容量；VCi为发电机组i的可变发电成本；WPj为在单位小时j每MW装机容量所产生的风电出力；capi为发电机组i的装机容量；exportj为在单位小时j期间出口的电能数量；为在单位小时j期间发电机组i的灵活性升出力；为在单位小时j期间发电机组i的灵活性降出力；gij为在单位小时j期间发电机组i的发电量；spumpj为在单位小时j期间来自储能水库中水泵产生的电能数量；storedj为在单位小时j结束的时候水库中储存的电能数量；sgj为在单位小时j期间水库产生的电能数量；wcap为风电装机容量水平；wcurtj为在单位小时j期间中断的风电出力；windj为在单位小时j期间注入系统的风电出力数量。本专利技术具有如下的优点和有益效果：1、本专利技术计及短期需求响应的风电并网电力系统规划方法，可以解决风电并网电力系统需求侧的变化影响用电需求响应能力的问题。2、本专利技术计及短期需求响应的风电并网电力系统规划方法，可以有效降低风电并网对电力系统规划的影响。3、本专利技术计及短期需求响应的风电并网电力系统规划方法，可以建立考虑短期需求响应的长期电力系统投资规划模型。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：图1为实施例中系统平衡所要求的风电并网发电出力的函数图；图2为实施例中净需求响应的比较分析图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。实施例1计及短期需求响应的风电并网电力系统规划方法，包括以下步骤：S1、获取风电并网电力系统基本信息；S2、根据风电并网电力系统基本信息构建传统电力系统规划模型；S3、根据风电并网电力系统基本信息确定风电并网电力系统的运行约束条件以及用电需求响应因子；S4、根据传统电力系统规划模型、约束条件以及用电需求响应因子建立计及短期需求响应的风电并网电力系统规划模型；S5、通过计及短期需求响应的风电并网电力系统规划模型进行风电并网电力系统的规划计算。用电需求响应因子包括用电端自价格弹性和交叉价格弹性的作用因素及其对于系统运行可靠性的作用因素。基于自价格弹性和交叉价格弹性特征来定义每单位小时的用电需求函数，并将其引入用电需求响应因子。步骤S1中，风电并网电力系的统发电端包括燃料发电、核电、水力发电、风力发电，风电并网电力系统基本信息包括但不仅限于与系统水平年负荷预测信息、系统水平年常规电源区域规划信息、系统水平年常规用电区域规划信息、电源区域内储能信息、发电机组参数信息、用电区域用电需求信息。步骤S4中，计及短期需求响应的风电并网电力系统规划模型的目标函数为：最小成本MinCost＝∑iFCi×capi+∑i,jVCi×gi,j+∑jCC×curtj；约束条件：其中，相关变量和参数的意义：I(i)为发电机组种类集合；J(j)为时间段集合；A+,B+为正平衡线性化参数；A-,B-为反平衡线性化参数；为正平衡要求(MW)；为反平衡要求(MW)；CC为中断风电出力的成本(元/MWh)；DEMj为小时j的初始用电需求水平(MWh)；EFF为抽水蓄能电站中的水泵与发电机的效率(％)；FCi为发电机组(方式)i的固定投资成本(元/MW/年)；M本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.计及短期需求响应的风电并网电力系统规划方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取风电并网电力系统基本信息；S2、根据风电并网电力系统基本信息构建传统电力系统规划模型；S3、根据风电并网电力系统基本信息确定风电并网电力系统的运行约束条件以及用电需求响应因子；S4、根据传统电力系统规划模型、约束条件以及用电需求响应因子建立计及短期需求响应的风电并网电力系统规划模型；S5、通过计及短期需求响应的风电并网电力系统规划模型进行风电并网电力系统的规划计算。

【技术特征摘要】
1.计及短期需求响应的风电并网电力系统规划方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取风电并网电力系统基本信息；S2、根据风电并网电力系统基本信息构建传统电力系统规划模型；S3、根据风电并网电力系统基本信息确定风电并网电力系统的运行约束条件以及用电需求响应因子；S4、根据传统电力系统规划模型、约束条件以及用电需求响应因子建立计及短期需求响应的风电并网电力系统规划模型；S5、通过计及短期需求响应的风电并网电力系统规划模型进行风电并网电力系统的规划计算。2.根据权利要求1所述的计及短期需求响应的风电并网电力系统规划方法，其特征在于，所述用电需求响应因子包括用电端自价格弹性和交叉价格弹性的作用因素及其对于系统运行可靠性的作用因素。3.根据权利要求2所述的计及短期需求响应的风电并网电力系统规划方法，其特征在于，基于自价格弹性和交叉价格弹性特征来定义每单位小时的用电需求函数，并将其引入用电需求响应因子。4.根据权利要求1所述的计及短期需求响应的风电并网电力系统规划方法，其特征在于，步骤S1中，风电并网电力系的统发电端包括燃料发电、核电、水力发电、风力发电，风电并网电力系统基本信息包括但不仅限于与系统水平年负荷预测信息、系统水平年常规电源区域规划信息、系统水平年常规用电区域规划信息、电源区域内储能信息、发电机组参数信息、用电区域用电需求信息。5.根据权利要求1所述的计及短期需求响应的风电并网电力系统规划方法，其特征在于，步骤S4中，计及短期需求响应的风电并网电力系统规划模型的目标函数为...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁蓝，张勤，张力涓，张淦水，王先强，李攀，班诗淇，马江，徐厚东，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司南充供电公司，
类型：发明
国别省市：四川,51