一种考虑火电机组爬坡率限制的需求响应策略制定方法技术

一种考虑火电机组爬坡率限制的需求响应策略制定方法，用于高光伏渗透率电力系统中，该方法首先计算某高光伏渗透率区域电网中负荷曲线的等效斜率，然后将负荷曲线等效斜率与火电机组爬坡率限制值相比较，针对不同的比较结果提出相应的需求响应策略，策略包括动态因素调整法和超前调整法，最后验证运用上述需求响应策略能使负荷曲线峰值显著降低，且负荷曲线等效斜率降至火电机组爬坡率限制值以下，有效应对光伏发电快速下降可能带来的电网大规模功率失衡问题，对电力系统安全稳定运行有意义。

A demand response strategy formulation method considering the climbing rate limitation of thermal power units

A demand response strategy formulation method considering the climbing rate limit of thermal power unit is used in high PV permeability power system. The method first calculates the equivalent slope of load curve in a high PV permeability area power grid, then compares the equivalent slope of load curve with the climbing rate limit of thermal power unit, and proposes corresponding demand response strategies for different comparison results Including the dynamic factor adjustment method and the advance adjustment method, it is proved that the above demand response strategy can significantly reduce the peak load curve and reduce the equivalent slope of load curve to below the limit of thermal power unit's climbing rate. It effectively answers the problem of large-scale power imbalance caused by the rapid decline of photovoltaic power generation, and is meaningful for the safe and stable operation of power system.

【技术实现步骤摘要】
一种考虑火电机组爬坡率限制的需求响应策略制定方法
本专利技术属于新能源消纳领域，具体涉及一种高光伏渗透率电力系统中考虑火电机组爬坡率限制的需求响应策略制定方法。
技术介绍
随着光伏发电的普及，其波动性强、受昼夜与阴晴等天气因素影响很大等问题也渐渐凸显。美国加州太阳能资源充沛，光伏发电屡创发电量记录，却面临着光伏减少后火电机组由于受到爬坡率限制无法满足功率平衡的问题。在高渗透率光伏网中，中午时段光伏发电量很高，足以满足大多的负荷需求，降低火电机组发电功率，而傍晚光伏发电逐渐停止，为了满足负荷需求只能由火电机组大幅度提高出力。火电机组爬坡率用来衡量机组升、降负荷的能力，是火电机组正常运行的一个重要参数。同时，爬坡率是机组容量的函数，其大小被限制在一定范围内。若负荷曲线上升阶段的斜率高于火电机组爬坡率限制，则火电机组无法提供足够的出力以维持电网平衡，使电网的电能质量和安全运行受到威胁，严重时甚至可能引起频率失稳、切负荷等问题。如果通过设置大量旋转备用的方式提升火电机组的爬坡率则会浪费大量燃料能源及运行费用，大大降低系统的环保性与经济性。因此必须限制负荷曲线的增长速度。目前绝大多数研究通过运行与规划的方式解决高渗透率光伏可能带来的电力系统大规模功率失衡问题，但是其建设运行费用及电能损耗均较高，而需求响应是合理分配负荷侧资源、提升电网稳定性的有效方式。合理利用居民侧的需求响应资源有利于实现电力系统削峰填谷和降低用户电费的双赢。通过需求响应的方式降低或转移用户用电需求，可以减小负荷曲线的上升斜率。所以，本专利提出一种高光伏渗透率电力系统中考虑火电机组爬坡率限制的需求响应策略制定方法。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中的不足，提供一种考虑火电机组爬坡率限制的需求响应策略制定方法，解决高光伏渗透率电力系统中由于光伏发电骤降可能引起的大规模功率失衡问题。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种考虑火电机组爬坡率限制的需求响应策略制定方法，用于高光伏渗透率电力系统中，其特征在于：根据实际电网负荷计算负荷曲线等效斜率，考虑火电机组爬坡率限制，针对不同负荷曲线等效斜率制定相应需求响应策略，保障电力系统中有功功率平衡；所述需求响应策略的制定，包括如下步骤：步骤1：计算负荷曲线等效斜率Sload；步骤2：计算火电机组爬坡率限制Sramp；步骤3：将Sload与Sramp相比较并制定相应的需求响应策略，其中，当Sload高于Sramp时，选择动态因素调整法；若动态因素调整后的Sload仍高于Sramp则进行超前调整。为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：进一步地，所述步骤1具体如下：以需求响应开始的时刻为起始点S，以负荷曲线最高点为结束点E，计算ts～te之间负荷曲线的积分并用一个面积与其相等的三角形代替之，则三角形斜边斜率等效代替负荷曲线的上升斜率，等效斜率计算方法如下：其中，Sload为负荷曲线等效斜率，Pafter(t)为需求响应后负荷曲线随时间变化的函数，ts为需求响应开始时间，te为需求响应结束时间，Ps为需求响应开始时间对应的负荷功率。进一步地，所述步骤2具体如下：电力系统中火电机组爬坡率限制为火电机组容量乘以一定百分比，计算方法如下：Sramp＝λStotal其中，Sramp为火电机组爬坡率限制，λ为火电机组爬坡率，Stotal为未满发及热备用中的火电机组容量总和。进一步地，所述步骤3中，当Sload≤Sramp，电网中原本的需求响应策略能够使得负荷曲线等效斜率不超过火电机组爬坡率限制，能够维持电网功率平衡，需求响应策略无需改变。进一步地，所述步骤3中，当Sload＞Sramp，负荷曲线等效斜率大于火电机组爬坡率限制，当前需求响应策略提供的需求响应功率不足以维持电网功率平衡；在ts～td时间段，先按照爬坡率限制计算需求响应功率及分配需求响应资源，ts为需求响应开始时间，td为需求响应功率不再能够使负荷曲线保持在发电机爬坡率限制以下的时间，每一时刻电网所需需求响应功率计算方法如下：PDR(t)＝Pbefore(t)-Pbefore(ts)-(t-ts)Sramp其中，PDR(t)为t时刻电网所需需求响应功率，Pbefore(t)为需求响应前负荷曲线，Sramp为火电机组爬坡率限制；td之后，改变需求响应策略，进行动态因素调整，放宽智能设备的舒适度区间或提升智能设备参与需求响应的次数，以获得更多的需求响应功率；动态因素调整后，以td为新一轮计算的需求响应开始时间ts′，再次计算动态因素调整后的负荷曲线等效斜率S′load，并与Sramp比较，若S′load≤Sramp，则动态因素调整结束。进一步地，所述步骤3中，当S′load＞Sramp，维持电网功率平衡所需需求响应功率过高，动态因素调整无法满足要求，进行超前调整，将一部分负荷前移到光伏发电功率充足时使用，超前调整法中前移负荷量计算方法如下：其中，Wpre为电网前移的负荷量，S′load为动态因素调整后的负荷曲线等效斜率，Sramp为火电机组爬坡率限制，ts为需求响应开始时间，te为需求响应结束时间。本专利技术的有益效果是：1.运用需求响应方法降低负荷曲线，在尽可能保证用户舒适度的同时解决了高光伏渗透率电力系统中由于光伏骤降可能引起的大规模功率失衡问题；2.考虑多种负荷曲线等效斜率及火电机组爬坡率限制的情形，针对每种情况都有相应的需求响应策略，可以灵活应对实际电力系统中的各种发电、用电情况，保证电力系统的有功功率平衡，维护电力系统的安全稳定性。附图说明图1为负荷曲线等效斜率计算示意图。图2为动态因素调整法计算示意图。图3为超前调整法计算示意图。图4为所提需求响应策略执行流程图。图5为执行动态因素调整和超前调整后负荷曲线图。具体实施方式现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。高光伏渗透率电力系统中考虑火电机组爬坡率限制的需求响应策略，具体内容如下：1.计算电力系统中负荷曲线等效斜率。负荷曲线等效斜率计算思路为：以需求响应开始的时刻为起始点S，以负荷曲线最高点为结束点E，计算ts～te之间负荷曲线的积分并用一个面积与其相等的三角形代替之，则三角形斜边斜率能够等效代替负荷曲线的上升斜率。其物理意义为在增发相同电量的情况下，用恒定斜率代替不断变化的斜率。等效斜率示意图见附图1。负荷曲线等效斜率计算方法如下：其中，Sload为负荷曲线等效斜率，Pafter(t)为需求响应后负荷曲线随时间变化的函数，ts为需求响应开始时间，te为需求响应结束时间，Ps为需求响应开始时间对应的负荷功率。2.计算电力系统中火电机组爬坡率限制。思路为：火电机组容量乘以一定百分比。计算方法如下：Sramp＝λStotal其中，Sramp为火电机组爬坡率限制，λ为火电机组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种考虑火电机组爬坡率限制的需求响应策略制定方法，用于高光伏渗透率电力系统中，其特征在于：根据实际电网负荷计算负荷曲线等效斜率，考虑火电机组爬坡率限制，针对不同负荷曲线等效斜率制定相应需求响应策略，保障电力系统中有功功率平衡；所述需求响应策略的制定，包括如下步骤：/n步骤1：计算负荷曲线等效斜率S

【技术特征摘要】
1.一种考虑火电机组爬坡率限制的需求响应策略制定方法，用于高光伏渗透率电力系统中，其特征在于：根据实际电网负荷计算负荷曲线等效斜率，考虑火电机组爬坡率限制，针对不同负荷曲线等效斜率制定相应需求响应策略，保障电力系统中有功功率平衡；所述需求响应策略的制定，包括如下步骤：
步骤1：计算负荷曲线等效斜率Sload；
步骤2：计算火电机组爬坡率限制Sramp；
步骤3：将Sload与Sramp相比较并制定相应的需求响应策略，其中，当Sload高于Sramp时，选择动态因素调整法；若动态因素调整后的Sload仍高于Sramp则进行超前调整。


2.如权利要求1所述的一种考虑火电机组爬坡率限制的需求响应策略制定方法，其特征在于：所述步骤1具体如下：
以需求响应开始的时刻为起始点S，以负荷曲线最高点为结束点E，计算ts～te之间负荷曲线的积分并用一个面积与其相等的三角形代替之，则三角形斜边斜率等效代替负荷曲线的上升斜率，等效斜率计算方法如下：



其中，Sload为负荷曲线等效斜率，Paffter(t)为需求响应后负荷曲线随时间变化的函数，ts为需求响应开始时间，te为需求响应结束时间，Ps为需求响应开始时间对应的负荷功率。


3.如权利要求1所述的一种考虑火电机组爬坡率限制的需求响应策略制定方法，其特征在于：所述步骤2具体如下：
电力系统中火电机组爬坡率限制为火电机组容量乘以一定百分比，计算方法如下：
Sramp＝λStotal
其中，Sramp为火电机组爬坡率限制，λ为火电机组爬坡率，Stotal为未满发及热备用中的火电机组容量总和。


4.如权利要求1所述的一种考虑火电机组爬坡率限制的需求响应策略制定方法，其特征在于：所述步骤3中，当Sload≤Sramp，电网中原本的...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐一铭，刘亚南，袁超，梅睿，赵双芝，郭昭艺，莫菲，季洁，袁泉，王琦，
申请(专利权)人：江苏方天电力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32