一种电网调峰需求计算方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种电网调峰需求计算方法和系统，包括：根据控制周期内电网的预测负荷确定控制周期内电网中新能源发电机组的装机容量；根据控制周期内电网中新能源发电机组的装机容量确定控制周期内电网中新能源发电机组的弃电功率；根据控制周期内电网中新能源发电机组的弃电功率确定控制周期内电网需回收的新能源弃电量；根据控制周期内电网需回收的新能源弃电量确定电网的调峰需求。本发明专利技术提供的技术方案，更精确的计算了有新能源发电参与的电网调峰需求，进而为火电机组灵活改造的容量规划提供技术指导。

【技术实现步骤摘要】
一种电网调峰需求计算方法和系统
本专利技术涉及火电机组调峰领域，具体涉及一种电网调峰需求计算方法和系统。
技术介绍
目前，虽然风电、光伏发电等新能源仍保持快速发展势头，但新能源消纳困难仍然是制约新能源大规模接入的现实问题，尤其在寒冷且风力资源和光伏资源丰富的地区，冬季供热期风电消纳问题依然突出。当前，电力系统调峰需求分析主要基于典型日法，更多地考虑常规火电、水电或者核电接入后，在负荷呈现一定规律性条件下，计算电力系统运行的调峰缺额，计算过程中考虑新能源出力不同场景。但从风电、光伏发电实际情况来看，该类型电源发电出力具有随机性、波动性和间歇性的特点，典型日分析法不能充分考虑新能源发电出力特性，导致计算结果比较粗糙，得到的调峰能力需求测算结果偏离电力系统运行的实际需求。
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电网调峰需求计算方法，该方法更精确的计算了有新能源发电参与的电网调峰需求，进而为火电机组灵活改造的容量规划提供技术指导。本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的：本专利技本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电网调峰需求计算方法，其特征在于，包括：/n根据控制周期内电网的预测负荷确定控制周期内电网中新能源发电机组的装机容量；/n根据控制周期内电网中新能源发电机组的装机容量确定控制周期内电网中新能源发电机组的弃电功率；/n根据控制周期内电网中新能源发电机组的弃电功率确定控制周期内电网需回收的新能源弃电量；/n根据控制周期内电网需回收的新能源弃电量确定电网的调峰需求。/n

【技术特征摘要】
1.一种电网调峰需求计算方法，其特征在于，包括：
根据控制周期内电网的预测负荷确定控制周期内电网中新能源发电机组的装机容量；
根据控制周期内电网中新能源发电机组的装机容量确定控制周期内电网中新能源发电机组的弃电功率；
根据控制周期内电网中新能源发电机组的弃电功率确定控制周期内电网需回收的新能源弃电量；
根据控制周期内电网需回收的新能源弃电量确定电网的调峰需求。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述新能源发电机组包括风力发电机组和光伏发电机组；
所述根据控制周期内电网的预测负荷确定控制周期内电网中新能源发电机组的装机容量，包括：
按下式确定控制周期内电网中新能源发电机组中风力发电机组的装机容量Cw：



按下式确定控制周期内电网中新能源发电机组中光伏发电机组的装机容量Cpv：



式中，λw为电网中风力发电机组的装机占比，λpv为电网中光伏发电机组的装机占比，QL为控制周期内电网的预测负荷，Rn为新能源发电弃电率控制指标，Hw为历史风力发电量的均值，Rw为风力发电弃电率控制指标，Hpv为历史光伏发电量的均值，Rpv为光伏发电弃电率控制指标。


3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据控制周期内电网中新能源发电机组的装机容量确定控制周期内电网中新能源发电机组的弃电功率，包括：
将控制周期内电网中新能源发电机组的装机容量代入预先构建的新能源消纳模拟仿真模型中，获取控制周期内各聚合电网在各时段的风力发电功率和光伏发电功率；
根据控制周期内各聚合电网在各时段的风力发电功率和光伏发电功率确定控制周期内各聚合电网在各时段的弃电功率。


4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，按下式确定所述预先构建的新能源消纳模拟仿真模型的目标函数：



式中，F为控制周期内电网中新能源发电功率，Pw(t,n)为控制周期内第n个聚合电网在第t个时段的风力发电功率，Ppv(t,n)为控制周期内第n个聚合电网在第t个时段的光伏发电功率，t∈(1～T)，T为控制周期的时段总数，n∈(1～G)，G为聚合电网总数；
按下式确定所述预先构建的新能源消纳模拟仿真模型的目标函数的新能源发电出力约束条件：



式中，Cw为控制周期内电网中新能源发电机组中风力发电机组的装机容量，Cpv为控制周期内电网中新能源发电机组中光伏发电机组的装机容量，为控制周期内第n个聚合电网在第t个时段的风力发电功率上限归一化值，为控制周期内第n个聚合电网在第t个时段的光伏发电功率上限归一化值；
按下式确定所述预先构建的新能源消纳模拟仿真模型的目标函数的区域负荷平衡约束条件：



式中，Pc(t,n)为控制周期内第n个聚合电网在第t个时段的其它发电设备的发电功率，△Li(t,n)为控制周期内第n个聚合电网在第t个时段的第i条联络线的电力，Pl(t,n)为控制周期内第n个聚合电网在第t个时段的预测负荷，i∈(1～Q)，Q为联络线的总数；
按下式确定所述预先构建的新能源消纳模拟仿真模型的目标函数的区域间线路传输容量约束条件：
-Li,max≤Li(t,n)≤Li,max
式中，Li,max为第i条联络线的电力最大值；
按下式确定所述预先构建的新能源消纳模拟仿真模型的目标函数的机组功率爬坡率约束条件：



式中，Pc(t+1,n)为控制周期内第n个聚合电网在第t+1个时段的其它发电设备的发电功率，△Pc,up(n)为控制周期内第n个聚合电网的其它发电设备的上爬坡率，△Pc,down(n)为控制周期内第n个聚合电网的其它发电设备的下爬坡率。


5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据控制周期内各聚合电网在各时段的风力发电功率和光伏发电功率确定控制周期内各聚合电网在各时段的弃电功率，包括：
按下式确定控制周期内第n个聚合电网在第t个时段的弃电功率Pc,r(t,n)：



式中，Cw为控制周期内电网中新能源发电机组中风力发电机组的装机容量，Cpv为控制周期内电网中新能源发电机组中光伏发电机组的装机容量，为控制周期内第n个聚合电网在第t个时段的风力发电功率上限归一化值，为控制周期内第n个聚合电网在第t个时段的光伏发电功率上限归一化值，Pw(t,n)为控制周期内第n个聚合电网在第t个时段的风力发电功率，Ppv(t,n)为控制周期内第n个聚合电网在第t个时段的光伏发电功率。


6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据控制周期内电网中新能源发电机组的弃电功率确定控制周期内电网需回收的新能源弃电量，包括：
按下式确定控制周期内电网需回收的新能源弃电量Qe：
Qe＝Pc,r-Cw·Hw·Rw-Cpv·Hpv·Rpv
式中，Pc,r为控制周期内电网的弃电量，Hw为历史风力发电量的均值，Rw为风力发电弃电率控制指标，Hpv为历史光伏发电量的均值，Rpv为光伏发电弃电率控制指标，Cw为控制周期内电网中新能源发电机组中风力发电机组的装机容量，Cpv为控制周期内电网中新能源发电机组中光伏发电机组的装机容量；
按下式确定控制周期内电网的弃电量Pc,r：



式中，Pc,r(t,n)为控制周期内第n个聚合电网在第t个时段的弃电功率，t∈(1～T)，T为控制周期的时段总数，n∈(1～G)，G为聚合电网总数。


7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据控制周期内电网需回收的新能源弃电量确定电网的调峰需求，包括：
若控制周期内电网需回收的新能源弃电量不大于零，则电网的调峰需求为0；否则，令控制周期内电网的弃电量累积分布函数值等于控制周期内电网需回收的新能源弃电量占控制周期内电网的弃电量的比例，求解所述控制周期内电网的弃电量的累积分布函数，并将所述控制周期内电网的弃电量的累积分布函数的求解值作为电网的调峰需求。


8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，按下式确定控制周期内电网的弃电量累积分布函数F(x')：



式中，fc,r(x)为控制周期内电网的弃电功率离散概率分布函数，x为弃电功率，x'为控制周期内电网的弃电功率离散概率分布函数中任一x的取值；
其中，若电网内聚合电网总数G＝1，则按下式确定控制周期内电网的弃电功率离散概率分布函数fc,r(x)：



若电网内聚合电网总数G≠1，则按下式确定控制周期内电网的弃电功率离散概率分布函数fc,r(x)：



式中，为电网内第n个聚合电网的弃电功率离散概率分布函数，n∈(1～G)，G为聚合电网总数，⊕为卷积符号；
按下式确定电网内第n个聚合电网的弃电功率离散概率分布函数



式中，nc,r,x为控制周期内第n个聚合电网的弃电功率落在x所在的弃电功率区间内的时段数，T为控制周期的时段总数；
其中，弃电功率区间的划分方法为：以预设的离散化因子为步长将所述电网内第n个聚合电网的弃电功率划分至Nc,r,s个区间，为控制周期内第n个聚合电网的弃电功率的最大值，为控制周期内...

【专利技术属性】
技术研发人员：礼晓飞，黄越辉，葛延峰，王跃峰，李铁，姜枫，崔岱，张建，唐俊刺，冯占稳，朱伟峰，孙文涛，詹克明，蔡壮，何超军，王淼，李家珏，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国网辽宁省电力有限公司，国家电网有限公司，国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11