一种企业自备电厂灵活性评估方法及系统技术方案

本发明专利技术提出的一种企业自备电厂灵活性评估方法和系统，包括：基于企业生产过程中的可调节负荷以及由企业源侧供电方式和负荷侧的用电设备情况确定的企业源荷流通关系确定工作模式；基于特征函数求解不同工作模式的切换概率，进而确定最优工作模式切换工序；根据最优的工作模式切换工序对灵活性进行评估；可以从生产技术层面有效地挖掘自备电厂的灵活性调节潜力，对不同类型的自备电厂所属企业均适用，同时，通过具体指标量化自备电厂的灵活性调节能力，有利于为多类型自备电厂所属企业参与电网互动提供依据，发挥其调峰和促进新能源消纳的潜力；充分挖掘了自备电厂的需求响应潜力，促进自备电厂在新形势下帮助新能源消纳、参与调峰的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种企业自备电厂灵活性评估方法及系统
本专利技术属于电力系统及其自动化
，特别涉及了一种企业自备电厂灵活性评估方法及系统。
技术介绍
自备电厂是指企业为满足自身用电需求建造的发电厂。自备电厂按照满足本单位生产需要的准则进行发电，自用不足时则向电网购买部分电力。与之相对的是公用电厂，即为公众提供电力的发电厂。为更好地管理监督自备电厂，需正确引导和规范自备电厂的发展，促进各类型电厂共同管理，普及自备电厂的辅助服务。但是自备电厂现有的问题亟待解决，因此如何规范自备电厂并使其公平参与市场备受关注。面对现有的自备电厂管理和参与市场的相关需求，相应的管理模式已经无法应对新形势，急需升级监测管理技术。同时，自备电厂在新能源消纳和需求响应调峰领域存在巨大的应用潜力。由于自备电厂装机容量庞大，作为电力系统中的灵活性资源可以有效促进社会资源的综合利用，亟需挖掘自备电厂在新形势下帮助新能源消纳、参与调峰的应用潜力，提出切实可行的灵活互动评估方法。
技术实现思路
为了解决上述
技术介绍
提到的技术问题，本专利技术提出了一种企业自备电厂灵活性评估方法，包括：基于企业生产过程中的可调节负荷以及预先确定的企业源荷流通关系确定工作模式；基于预先为各工作模式设定的特征函数求解不同工作模式的切换概率，进而确定最优工作模式切换工序；根据最优的工作模式切换工序对灵活性进行评估；所述企业源荷流通关系由企业源侧供电方式和负荷侧的用电设备情况确定。优选的，所述基于企业生产过程中的可调节负荷以及预先确定的企业源荷流通关系确定工作模式，包括：基于所述企业源荷流通关系构建源荷流通关系矩阵；基于所述源荷流通关系矩阵确定源荷转换系数矩阵；基于企业负荷侧用电设备在一天中各时段各生产环节分配到的用电功率确定负荷分配矩阵；基于所述源荷转换系数矩阵和负荷分配矩阵确定表征企业工作模式的电力流通关系矩阵，每一个电力流通关系矩阵描述一个对应工作模式中的电力流通情况。优选的，所述源荷转换系数矩阵表达式如下：式中，α为源荷转换系数矩阵，s为用电设备类型，o为供电方式；所述负荷分配矩阵表达式如下：式中，β为负荷分配矩阵，n为负荷侧生产环节；所述电力流通关系表达式如下：式中，γ为电力流通关系矩阵。优选的，所述各工作模式设定的特征函数的设定包括：基于每种工作模式下的可调节负荷渗透率和能耗函数并结合能效和环保情况构建描述每种工作模式的特征函数。优选的，所述基于预先为各工作模式设定的特征函数求解不同工作模式的切换概率，包括：计算每种工作模式下可调节负荷渗透率；计算各工作模式之间转移时的可调节负荷渗透率之差和可调节负荷能耗差；基于所述可调节负荷渗透率之差和可调节负荷能耗差确定各工作模式之间转移时对相应特征函数求解得到不同工作模式的切换概率。优选的，所述可调节负荷渗透率之差的计算式如下：Δλ(i,j)＝λ(j)-λ(i)式中，Δλ(i,j)为工作模式从i转移到j的可调节负荷渗透率之差；λ(i)和λ(j)分别为工作模式i和j对应可调节负荷渗透率；其中，所述工作模式i可调节负荷渗透率的计算式如下：式中，λ(i)为工作模式i的可调节负荷渗透率；为可调节负荷；为不可调节负荷；所述可调节负荷能耗差的计算式如下：ΔE(i,j)＝E(j)-E(i)式中，ΔE(i,j)为工作模式从i转移到j的可调节负荷能耗差；E(i)为工作模式i对应能耗；E(j)为工作模式j对应能耗；所述工作模式切换过程的特征函数f(i,j)：f(i,j)＝k·Δλ(i,j)+b·ΔE(i,j)+c式中，f(i,j)为工作模式切换过程的特征函数；k、b、c为特征函数系数；优选的，所述最优工作模式切换工序的确定包括：计算各工作模式的切换概率；基于各工作模式的切换概率构建状态转移矩阵；根据两两工作模式间的切换时，状态转移矩阵中概率最大的下一工作模式求解最优的工作模式切换工序。优选的，所述工作模式的切换概率的计算式如下：式中：ef(i,j)为以e为底f(i,j)为幂的函数；Mi和Mi分别为工作模式i和j；P(Mj|Mi)为：工作模式从i到j的切换概率；所述状态转移矩阵的表达式如下：式中，Ptrans为：从i到j状态转移矩阵。优选的，最优的工作模式切换工序的计算，包括：计算所述最优的工作模式切换工序中，负荷侧生产环节的各用电设备的切换时间和负荷侧生产环节的切换时间；计算供电侧模式切换爬坡速率；基于负荷侧生产环节的切换时间和供电侧模式切换爬坡速率得到最优工作模式下切换的综合爬坡速率。优选的，所述负荷侧生产环节的s个用电设备的切换时间的计算式如下：式中，为不同生产环节的负荷启动所需的时间；为负荷关停所需的时间；xj为生产环节的工作情况；x'j为切换后生产环节的工作情况；所述最优工作模式切换的综合爬坡速率计算式如下：式中，prate为供电侧模式切换爬坡速率；L(M'k|Mk)为工作模式k负荷侧切换前后的变化量。优选的，所述根据最优的工作模式切换工序对灵活性进行评估，包括：根据所述最优工作模式切换工序时所处的峰谷时段，确定电网的实时需求，分析所需灵活性的方向：若工作模式处于电网用电高峰，则分析自备电厂综合负荷下调的灵活性；若工作模式处于电网用电低谷，则分析自备电厂综合负荷上调的灵活性。通过比较相同时间尺度下的综合爬坡速率给出灵活性评估结果。基于同一种专利技术构思，本专利技术还提供一种企业自备电厂灵活性评估系统，包括：模式确定模块，用于基于企业生产过程中的可调节负荷以及预先确定的企业源荷流通关系确定工作模式；最优工作模式确定模块，用于基于预先为各工作模式设定的特征函数求解不同工作模式的切换概率，进而确定最优工作模式切换工序；评估模块，用于根据最优的工作模式切换工序对灵活性进行评估；所述企业源荷流通关系由企业源侧供电方式和负荷侧的用电设备情况确定。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术提出的一种企业自备电厂灵活性评估方法和系统，包括：基于企业生产过程中的可调节负荷以及预先确定的企业源荷流通关系确定工作模式；基于预先为各工作模式设定的特征函数求解不同工作模式的切换概率，进而确定最优工作模式切换工序；根据最优的工作模式切换工序对灵活性进行评估；所述企业源荷流通关系由企业源侧供电方式和负荷侧的用电设备情况确定；可以从生产技术层面有效地挖掘自备电厂的灵活性调节潜力，对不同类型的自备电厂所属企业均适用。同时，通过具体指标量化自备电厂的灵活性调节能力，有利于为多类型自备电厂所属企业参与电网互动提供依据，发挥其调峰和促进新能源消纳的潜力；本专利技术提出的技术方案充分挖掘自本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种企业自备电厂灵活性评估方法，其特征在于，包括：/n基于企业生产过程中的可调节负荷以及预先确定的企业源荷流通关系确定工作模式；/n基于预先为各工作模式设定的特征函数求解不同工作模式的切换概率，进而确定最优工作模式切换工序；/n根据最优的工作模式切换工序对灵活性进行评估；/n所述企业源荷流通关系由企业源侧供电方式和负荷侧的用电设备情况确定。/n

【技术特征摘要】
1.一种企业自备电厂灵活性评估方法，其特征在于，包括：
基于企业生产过程中的可调节负荷以及预先确定的企业源荷流通关系确定工作模式；
基于预先为各工作模式设定的特征函数求解不同工作模式的切换概率，进而确定最优工作模式切换工序；
根据最优的工作模式切换工序对灵活性进行评估；
所述企业源荷流通关系由企业源侧供电方式和负荷侧的用电设备情况确定。


2.根据权利要求1所述的评估方法，其特征在于，所述基于企业生产过程中的可调节负荷以及预先确定的企业源荷流通关系确定工作模式，包括：
基于所述企业源荷流通关系构建源荷流通关系矩阵；
基于所述源荷流通关系矩阵确定源荷转换系数矩阵；
基于企业负荷侧用电设备在一天中各时段各生产环节分配到的用电功率确定负荷分配矩阵；
基于所述源荷转换系数矩阵和负荷分配矩阵确定表征企业工作模式的电力流通关系矩阵，每一个电力流通关系矩阵描述一个对应工作模式中的电力流通情况。


3.根据权利要求2所述的评估方法，其特征在于，所述源荷转换系数矩阵表达式如下：



式中，α为源荷转换系数矩阵，s为用电设备类型，o为供电方式；所述负荷分配矩阵表达式如下：



式中，β为负荷分配矩阵，n为负荷侧生产环节；
所述电力流通关系表达式如下：



式中，γ为电力流通关系矩阵。


4.根据权利要求3所述评估方法，其特征在于，所述各工作模式设定的特征函数的设定包括：
基于每种工作模式下的可调节负荷渗透率和能耗函数并结合能效和环保情况构建描述每种工作模式的特征函数。


5.根据权利要求4所述评估方法，其特征在于，所述基于预先为各工作模式设定的特征函数求解不同工作模式的切换概率，包括：
计算每种工作模式下可调节负荷渗透率；
计算各工作模式之间转移时的可调节负荷渗透率之差和可调节负荷能耗差；
基于所述可调节负荷渗透率之差和可调节负荷能耗差确定各工作模式之间转移时对相应特征函数求解得到不同工作模式的切换概率。


6.根据权利要求5所述评估方法，其特征在于，所述可调节负荷渗透率之差的计算式如下：
Δλ(i,j)＝λ(j)-λ(i)
式中，Δλ(i,j)为工作模式从i转移到j的可调节负荷渗透率之差；λ(i)和λ(j)分别为工作模式i和j对应可调节负荷渗透率；
其中，所述工作模式i可调节负荷渗透率的计算式如下：



式中，λ(i)为工作模式i的可调节负荷渗透率；为可调节负荷；为不可调节负荷；
所述可调节负荷能耗差的计算式如下：
ΔE(i,j)＝E(j)-E(i)
式中，ΔE(i,j)为工作模式从i转移到j的可调节负荷能耗差；E(i)为工作模式i对应能耗；E(j)为工作模式j对应能耗；
所述工作模式...

【专利技术属性】
技术研发人员：周颖，陈宋宋，张海静，马磊，张超，杜颖，王为帅，潘佳，孙卓新，刘萌，黄怡凡，高赐威，祝令凯，鞠文杰，陈宁，王琼，刘丙栋，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国网山东省电力公司，国网新疆电力有限公司，东南大学，国网山东省电力公司电力科学研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11