一种高比例风电接入电网的光热电站日前调峰优化控制方法技术

本发明专利技术公开了电网调峰控制领域中的一种高比例风电接入电网的光热电站日前调峰优化控制方法。包括：读取各类电源及负荷的相关信息；计算各类电源及负荷的有功出力计划；根据不同电网调峰需求划分调峰时段；在不同调峰时段分别建立光热“下调峰”模型及“上调峰”模型；求解模型，得到光热机组的调节计划。本发明专利技术提供一种高比例风电接入电网的光热电站日前调峰优化控制方法，通过对光热电站的协调调度，提高系统的调峰能力，进而促进风电的消纳。

A peak load regulating control method for solar thermal power station with high proportion of wind power coming into power grid

【技术实现步骤摘要】
一种高比例风电接入电网的光热电站日前调峰优化控制方法
本专利技术属于新能源电力系统有功协调控制领域，尤其涉及一种高比例风电接入电网的光热电站日前调峰优化控制方法。
技术介绍
随着我国风电持续增长，风电在我国各地区的电源结构中占据了重要地位。截至2018年底，甘肃、青海的风电已成为第一大电源，冀北、蒙东等19个省级电网中风电已成为第二大电源。风电发电占比的上升，加剧了风电随机波动特性对电力系统的影响，提高了电力系统的调峰需求。然而西北送端电网大规模风电机组替代火电机组及先天水电调峰机组的不足，使得系统严重缺乏调峰能力，制约了风电的消纳。因此，亟需挖掘高比例风电电网新的调峰电源。光热发电是继光伏发电后又一种重要的太阳能发电形式，其天然具备储能作用，可抑制太阳能随机波动对出力的影响，有良好的调度特性和调峰能力，调节速度和深度都优于常规火电机组，是一种可调度、可控制的新能源发电形式。目前，光热发电在我国发展迅速，国家能源局规划至2020年底，我国的光热装机容量达300万kW。考虑未来光热电站大规模建设下其优秀的调峰能力，研究含光热电站的系统联合调峰控制策略，是解决目前高比例风电电网调峰能力不足，风电消纳受阻问题的有效措施。光热电站由于初期投资成本较高，起步较晚目前国内外建成的光热电站多处于试验运行阶段，部分商业化运行的光热电站控制策略和运行模式也均立足与自身的优化运行，并未考虑电网的调峰需求。在学术研究方面，对利用光热电站改善高比例风电电网调峰需求的研究少有报道。有文献从光热电站的运行机理出发，研究了光热机组的可调度性，建立了面向电网调度的光热模型。有文献证明了光热机组能缓解火电机组的调峰压力，并基于火电调峰成本和光热储能容量的比例关系，提出了一种光热电站储能容量的配置方法，有效减少了系统的调峰成本。上述文献对光热的调峰能力及调度特性进行研究，但并未将光热电站纳入电网调度中，并没有充分利用光热电站的调峰潜能。
技术实现思路
针对现有技术的不足,本专利技术的目的是提供一种高比例风电接入电网的光热电站日前调峰优化控制方法，用于解决高比例风电接入地区调峰容量不足的问题，为电网运行提供参考。一种高比例风电接入电网的光热电站日前调峰优化控制方法，包括以下步骤:S1：读取各类电源及负荷的相关信息；S2：计算各类电源及负荷的日前有功出力计划；S3：根据不同电网调峰需求划分调峰时段；S4：在不同调峰时段分别建立光热“下调峰”模型及“上调峰”模型；S5：求解模型，得到光热机组的日前出力调节计划。所述S1包括以下步骤:S101：获取风电机组日前有功出力预测信息获取负荷日前有功出力预测信息获取光热机组日前有功出力预测信息获取光热电站光场太阳辐射信息Dt；S102：获取火电机组及光热机组调节信息，包括机组爬坡率、机组出力上下限，光热机组储能上限。所述S2包括以下步骤:S201：以风电消纳最大为目标确定负荷的计划出力、火电机组及风电的计划出力。所述S3包括以下步骤:S301：划分光热“下调峰”时段，比较风电预测有功出力风电计划有功出力将满足不等式即出现弃风现象的所有时段集合称为光热“下调峰”时段，记为Tdown；S302：划分光热“上调峰”时段。比较负荷预测功率和负荷计划功率将满足不等式即出现失负荷现象的所有时段集合称为光热“上调峰”时段，记为Tup；S303：划分其余时段。将光热“下调峰”时段和光热“上调峰”时段外的时段定位其余时段，记为Tother。所述S4包括以下步骤:S401：在光热“下调峰”时段，以消纳风电电量最大为目标构建光热“下调峰”控制模型；S402：在光热“上调峰”时段，以失负荷最小为目标构建光热“上调峰”模型。所述S5包括以下步骤:S501:求解光热“下调峰模型”及“上调峰模型”，得到光热电站计划出力光热参与调峰后的风电出力计划火电出力计划本专利技术提供了一种高比例风电接入电网的光热电站日前调峰优化控制方法，通过：读取各类电源及负荷的相关信息；计算各类电源及负荷的有功出力计划；根据不同电网调峰需求划分调峰时段；根据调峰需求的不同分别建立光热“下调峰”模型及“上调峰”模型；求解模型，得到光热机组的调节计划。该方法通过对光热电站的协调调度，提高了系统的调峰能力，减少了系统的失负荷现象，促进了风电的消纳。附图说明下面通过附图和实施例,对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。图1是本专利技术提供的一种高比例风电接入电网的光热电站日前调峰优化控制方法流程图；图2是本专利技术提供的实例2中IEEERTS-24节点测试系统网络图；图3是本专利技术提供的实例2中风电场日前有功出力预测信息；图4是本专利技术提供的实例2中光热电站日前有功出力预测信息；图5是本专利技术提供的实例2中光热电站光场太阳辐射日前预测信息；图6是本专利技术提供的实例2中负荷日前有功出力预测信息；图7是本专利技术提供的实例2中光热参与调峰前负荷日前出力计划；图8是本专利技术提供的实例2中光热参与调峰前火电机组日前出力计划；图9是本专利技术提供的实例2中光热参与调峰前风电机组日前出力计划；图10是本专利技术提供的实例2中光热日前出力计划；图11是本专利技术提供的实例2中光热参与调峰后风电机组日前出力计划。具体实施方式为了清楚了解本专利技术的技术方案,将在下面的描述中提出其详细的结构。显然,本专利技术实施例的具体施行并不足限于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本专利技术的典型实施例详细描述如下,除详细描述的这些实施例外,还可以具有其他实施方式。下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步详细说明。实施例1图1是一种高比例风电接入电网的光热电站日前调峰优化控制方法流程图。图1中,本专利技术提供的一种高比例风电接入电网的光热电站日前调峰优化控制方法流程图包括:S1：读取各类电源及负荷的相关信息；S2：计算各类电源及负荷的日前有功出力计划；S3：根据不同电网调峰需求划分调峰时段；S4：在不同调峰时段分别建立光热“下调峰”模型及“上调峰”模型；S5：求解模型，得到光热机组的日前出力调节计划。所述S1包括以下步骤:S101：获取风电机组日前有功出力预测信息获取负荷日前有功出力预测信息获取光热机组日前有功出力预测信息获取光热电站光场太阳辐射信息Dt；S102：获取火电机组及光热机组调节信息，包括机组爬坡率、机组出力上下限，光热机组储能上限。所述S2包括以下步骤:S201：充分利用火电机组的调节能力，以风电消纳最大为目标确定负荷的计划出力、火电机组及风电的计划出力，目标函数如下：式中：为负荷t时刻的计划出力；为风电t时刻计划出力；NTH为火电机组数目；NCSP为光热机组数目；为火电机组i在t时刻的计划出力。约束条件包括系统功率平衡约束，火电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高比例风电接入电网的光热电站日前调峰优化控制方法，包括以下步骤:/nS1：读取各类电源及负荷的相关信息；/nS2：计算各类电源及负荷的日前有功出力计划；/nS3：根据不同电网调峰需求划分调峰时段；/nS4：在不同调峰时段分别建立光热“下调峰”模型及“上调峰”模型；/nS5：求解模型，得到光热机组的日前出力调节计划。/n

【技术特征摘要】
1.一种高比例风电接入电网的光热电站日前调峰优化控制方法，包括以下步骤:
S1：读取各类电源及负荷的相关信息；
S2：计算各类电源及负荷的日前有功出力计划；
S3：根据不同电网调峰需求划分调峰时段；
S4：在不同调峰时段分别建立光热“下调峰”模型及“上调峰”模型；
S5：求解模型，得到光热机组的日前出力调节计划。


2.根据权利要求1所述的一种高比例风电接入电网的光热电站日前调峰优化控制方法,其特征在于,所述S1包括以下步骤:
S101：获取风电机组日前有功出力预测信息获取负荷日前有功出力预测信息获取光热机组日前有功出力预测信息获取光热电站光场太阳辐射信息Dt；
S102：获取火电机组及光热机组调节信息，包括机组爬坡率、机组出力上下限，光热电站储能上限。


3.根据权利要求1所述的一种高比例风电接入电网的光热电站日前调峰优化控制方法,其特征在于,所述S2包括以下步骤:
S201：充分利用火电机组的调节能力，以风电消纳最大为目标确定火电机组、风电机组及负荷的日前计划出力，目标函数如下：



式中：为负荷t时刻的计划出力；为风电t时刻计划出力；NTH为火电机组数目；NCSP为光热机组数目；为火电机组i在t时刻的计划出力；
S202：求解模型，得到火电机组计划出力、风电机组计划出力及负荷计划出力。


4....

【专利技术属性】
技术研发人员：张尧翔，刘文颖，周强，夏鹏，汪宁渤，聂雅楠，赵龙，王方雨，黄蓉，张雨薇，王定美，许春蕾，张彦琪，冉忠，李宛齐，胡阳，朱丽萍，陈鑫鑫，李潇，郇悦，
申请(专利权)人：华北电力大学，国网甘肃省电力公司电力科学研究院，国网甘肃省电力公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11