一种电网调峰资源协调优化方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种电网调峰资源协调优化方法和系统，包括：获取需求供应商提供的负荷削减报价包；基于报价包和预先建立的多电源调峰协调优化模型，进行优化计算得到调度周期内各时段的柔性负荷调整量和电网设备的出力；根据各时段的柔性负荷调整量和电网设备的出力，进行电网调峰调度；多电源调峰协调优化模型基于新能源最大消纳以及调度周期内的各类电源运行经济代价的总和最小制定。该方法和系统考虑了市场机制下的柔性负荷调峰特性和电价响应特性，并以新能源最大消纳为前提，能够指导目前高渗透率新能源接入下的网、源、荷共同参与调峰的电网优化运行。弥补了传统电源调峰模式在调峰资源单一、无法适应新能源高比例接入的不足。

【技术实现步骤摘要】
一种电网调峰资源协调优化方法和系统
本专利技术属于新能源发电优化调度
，具体涉及一种电网调峰资源协调优化方法和系统。
技术介绍
随着当前经济发展转型的不断深入，重工业，高耗能产业下降，人民生活水平提高，民用负荷、商业、服务业等第三产业用电量增加，使得峰谷差加大，负荷特性恶化，对系统调峰的能力提出了更高的需求。另一方面，具有与电网双向互动能力的电动汽车、储能系统等带有电源和负荷双重特征的新型负荷的比重呈不断上升趋势，部分传统负荷也能够根据激励或者电价调节自身的用电需求，使得负荷侧具备了参与系统调节的可行性。因此，新形势下，高比例新能源的接入、系统中柔性负荷比重的上升和应用增加了电网运行条件的不确定性和运行难度。亟需建立考虑柔性负荷调峰能力的电力系统调峰资源协调优化方法，指导新能源高比例接入条件下柔性负荷参与系统调峰的协调优化运行。
技术实现思路
为克服上述现有技术的不足，本专利技术提出一种电网调峰资源协调优化方法和系统。该方法和系统构建一套适应高比例新能源接入的柔性负荷调峰优化运行方法体系，弥补传统电源调峰模式在调峰资源单一、无法适应新能源高比例接入的不足。在满足新能源高比例接入的条件下，考虑柔性负荷的调峰特性和成本费用，提出协调优化运行策略，指导电网的运行决策。实现上述目的所采用的解决方案为：一种电网连续运行仿真断面的生成方法，其改进之处在于，包括：获取需求供应商提供的负荷削减报价包；基于所述报价包和预先建立的多电源调峰协调优化模型，进行优化计算得到调度周期内各时段的柔性负荷调整量和电网设备的出力；根据各时段的柔性负荷调整量和电网设备的出力，进行电网调峰调度；其中，所述报价包包括调度周期内各时段的最大负荷削减容量、最小负荷削减容量和削减负荷补偿报价；所述多电源调峰协调优化模型基于新能源最大消纳以及调度周期内的各类电源运行经济代价的总和最小制定。本专利技术提供的第一优选技术方案，所述基于所述报价包和预先制定的多电源调峰协调优化模型，进行优化计算得到调度周期内各时段的柔性负荷调整量和电网设备的出力，包括：基于所述报价包和预先制定的多电源调峰协调优化模型，进行优化计算，得到调度周期内各时段的火电出力、水电出力、储能系统出力、柔性负荷出力、新能源出力以及联络线交换功率；根据各时段的柔性负荷出力，计算各时段的柔性负荷调整量。本专利技术提供的第二优选技术方案，其改进之处在于，所述多电源调峰协调优化模型的建立包括：以多种类型调峰资源的调峰成本、电源改造成本及弃风弃光造成的经济损失总和最小为目标函数；以系统功率平衡约束、机组出力上下限约束、储能系统约束、柔性负荷特性约束、弃风弃光约束、灵活改造容量约束为约束条件，建立多电源调峰协调优化模型。本专利技术提供的第三优选技术方案，其改进之处在于，所述目标函数计算式如下：其中，F表示经济损失总和，T表示调度周期，t表示调度周期内的时段，fdr(pdr,t)表示柔性负荷的补偿成本函数，pdr,t表示t时段柔性负荷，表示火电机组灵活性改造费用，表示火电改造容量，表示柔性负荷的设备改造费用，表示柔性负荷改造容量，f(EREloss)表示弃风弃光造成的经济损失，EREloss表示调度周期内的系统弃风弃光电量，f(ESTloss)表示储能系统的发电损耗造成的经济损失；fdr(pdr,t)计算式如下：fdr(pdr,t)＝Ci×PDRP,t×t其中，Ci表示不同削减量下的柔性负荷报价，t表示调度周期内的时段，PDRP,t表示t时段负荷削减量，为t时段柔性负荷原始计划值与pdr,t的差值。本专利技术提供的第四优选技术方案，其改进之处在于，所述系统功率平衡约束如下式所示：∑pth,t+∑phy,t+∑pst,t+∑pdr,t+∑pre,t+∑pline,t＝pload,t其中，∑pth,t表示t时段火电出力之和，∑phy,t表示t时段水电出力之和，∑pst,t表示t时段储能系统出力之和，∑pdr,t表示t时段柔性负荷出力之和，∑pre,t表示t时段新能源出力之和，∑pline,t表示t时段联络线交换功率之和，pload,t表示t时段电力系统的负荷值。本专利技术提供的第五优选技术方案，其改进之处在于，所述机组出力上下限约束如下式所示：pmin≤p≤pmax其中，p表示机组出力，pmin表示机组出力下限，pmax表示机组出力上限。本专利技术提供的第六优选技术方案，其改进之处在于，所述储能系统约束如下式所示：Et＝Et-1-△Et其中，表示储能系统放电功率，表示储能系统充电功率，表示储能系统的最大放电功率，表示储能系统的最大充电充电功率，Et表示t时段储能系统电量，Et-1表示t上一时段储能系统电量，△Et表示储能系统t时段的电量变化，正数表示放电，表示充电，Ps表示储能系统功率，大于0时为放电状态，小于0时为充电状态，△t表示时段长度，ηcharge表示充电效率，ηdischarge表示放电效率。本专利技术提供的第七优选技术方案，其改进之处在于，所述弃风弃光约束如下式所示：r≤rmax其中，r表示弃风弃光率，rmax表示预设弃风弃光率最大值，r计算式如下：其中，EREloss表示调度周期内的弃风弃光电量，ERE表示调度周期内的风、光总发电量。本专利技术提供的第八优选技术方案，其改进之处在于，所述灵活改造容量约束如下式所示：其中，表示火电改造容量，表示火电的装机容量，表示柔性负荷改造容量，表示负荷侧可被改造的最大容量。本专利技术提供的第九优选技术方案，其改进之处在于，所述柔性负荷特性约束如下式所示：其中，PDRP,t表示t时段负荷削减量，Nt表示设定运行周期，表示t时段最小负荷削减量，表示t时段最大负荷削减量，表示t时段转入负荷，表示t时段转入负荷最小值，表示t时段转入负荷最大值，表示t时段转出负荷，表示t时段转出负荷最小值，表示t时段转出负荷最大值。本专利技术提供的第十优选技术方案，其改进之处在于，所述柔性负荷特性约束还包括电价响应约束，所述电价响应约束包括转出负荷发生在电价高峰时段，转入负荷发生在电价低谷时段。一种电网调峰资源协调优化系统，其改进之处在于，包括：报价包采集模块、优化计算模块和电网调度模块；所述报价包采集模块，获取需求供应商提供的负荷削减报价包；所述优化计算模块，用于基于所述报价包和预先制定的多电源调峰协调优化模型，进行优化计算得到调度周期内各时段的柔性负荷调整量和电网设备的出力；所述电网调度模块模块，用于根据各时段的柔性负荷调整量和电网设备的出力，进行电网调峰调度；其中，所述报价包包括调度周期内各时段的最大负荷削减容量、最小负荷削减容量和削减负荷补偿报价；所述多电源调峰协调优化模型基于新能源最大消纳以及调度周期内的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电网调峰资源协调优化方法，其特征在于，包括：/n获取需求供应商提供的负荷削减报价包；/n基于所述报价包和预先建立的多电源调峰协调优化模型，进行优化计算得到调度周期内各时段的柔性负荷调整量和电网设备的出力；/n根据各时段的柔性负荷调整量和电网设备的出力，进行电网调峰调度；/n其中，所述报价包包括调度周期内各时段的最大负荷削减容量、最小负荷削减容量和削减负荷补偿报价；/n所述多电源调峰协调优化模型基于新能源最大消纳以及调度周期内的各类电源运行经济代价的总和最小制定。/n

【技术特征摘要】
1.一种电网调峰资源协调优化方法，其特征在于，包括：
获取需求供应商提供的负荷削减报价包；
基于所述报价包和预先建立的多电源调峰协调优化模型，进行优化计算得到调度周期内各时段的柔性负荷调整量和电网设备的出力；
根据各时段的柔性负荷调整量和电网设备的出力，进行电网调峰调度；
其中，所述报价包包括调度周期内各时段的最大负荷削减容量、最小负荷削减容量和削减负荷补偿报价；
所述多电源调峰协调优化模型基于新能源最大消纳以及调度周期内的各类电源运行经济代价的总和最小制定。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述报价包和预先制定的多电源调峰协调优化模型，进行优化计算得到调度周期内各时段的柔性负荷调整量和电网设备的出力，包括：
基于所述报价包和预先制定的多电源调峰协调优化模型，进行优化计算，得到调度周期内各时段的火电出力、水电出力、储能系统出力、柔性负荷出力、新能源出力以及联络线交换功率；
根据各时段的柔性负荷出力，计算各时段的柔性负荷调整量。


3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述多电源调峰协调优化模型的建立包括：
以多种类型调峰资源的调峰成本、电源改造成本及弃风弃光造成的经济损失总和最小为目标函数；以系统功率平衡约束、机组出力上下限约束、储能系统约束、柔性负荷特性约束、弃风弃光约束、灵活改造容量约束为约束条件，建立多电源调峰协调优化模型。


4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述目标函数计算式如下：



其中，F表示经济损失总和，T表示调度周期，t表示调度周期内的时段，fdr(pdr，t)表示柔性负荷的补偿成本函数，pdr，t表示t时段柔性负荷，表示火电机组灵活性改造费用，表示火电改造容量，表示柔性负荷的设备改造费用，表示柔性负荷改造容量，f(EREloss)表示弃风弃光造成的经济损失，EREloss表示调度周期内的系统弃风弃光电量，f(ESTloss)表示储能系统的发电损耗造成的经济损失；fdr(pdr，t)计算式如下：
fdr(pdr，t)＝Ci×PDRP，t×t
其中，Ci表示不同削减量下的柔性负荷报价，t表示调度周期内的时段，PDRP，t表示t时段负荷削减量，为t时段柔性负荷原始计划值与pdr，t的差值。


5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述系统功率平衡约束如下式所示：
∑pth，t+∑phy，t+∑pst，t+∑pdr，t+∑pre，t+∑pline，t＝pload，t
其中，∑pth，t表示t时段火电出力之和，∑phy，t表示t时段水电出力之和，∑pst，t表示t时段储能系统出力之和，∑pdr，t表示t时段柔性负荷出力之和，∑pre，t表示t时段新能源出力之和，∑pline，t表示t时段联络线交换功率之和，pload，t表示t时段电力系统的负荷值。


6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述机组出力上下限约束如下式所示：
pmin≤p≤pmax
其中，p表示机组出力，pmin表示机组出力下限，pmax表示机组出力上限。


7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述储能系统约束如下式所示：






Et＝Et-1-ΔEt



其中，表示储能系统放电功率，表示储能系统充电功率，表示储能系...

【专利技术属性】
技术研发人员：于若英，陈宁，朱凌志，王湘艳，曲立楠，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32