基于火电、自备电厂和储能的电力系统调峰方法及装置制造方法及图纸

本申请涉及一种基于火电、自备电厂和储能的电力系统调峰方法及装置，基于火电、自备电厂和储能的电力系统调峰方法包括获取电力系统调峰参与方申报数据，电力系统调峰参与方包括储能、自备电厂和公用火电，以市场调峰成本最低为目标函数建立调峰市场竞价出清模型，以电力系统调峰参与方申报数据作为模型参数，设置约束条件，基于模型参数和约束条件求解所述调峰市场竞价出清模型，得到电力系统调峰出清数据。本申请通过公用火电、自备电厂以及独立储能共同参与的调峰市场出清模型，以自备电厂和独立储能的调峰能力来缓解火电机组调峰压力，有效避免因火电机组调峰容量不足、新能源超短期发电量增大等原因造成的弃风弃光，促进新能源消纳。新能源消纳。新能源消纳。

【技术实现步骤摘要】
基于火电、自备电厂和储能的电力系统调峰方法及装置


[0001]本申请属于电力系统
，具体涉及一种基于火电、自备电厂和储能的电力系统调峰方法及装置。

技术介绍

[0002]中国碳中和目标的提出将进一步加速推动可再生能源占比的提升，新能源的跨越式发展将使新能源消纳问题愈加严峻。由于新能源发电的不确定性、风电的反调峰特性等都对电网调峰能力提出了巨大挑战。我国现有电力系统调峰资源仍以火电为主，为减少弃风、弃光等问题，在新能源发电高峰时段火电机组需降低自身机组出力甚至停机来消纳新能源发电。由于火电机组参加调峰降低机组出力会带来经济损失、且新型电力系统建设对新能源装机与出力提出了新的要求，传统的电力系统调度很难满足未来电力系统调峰需求。将调峰服务纳入电力辅助服务市场后，参与调峰的机组降低出力导致的利益损失可以通过新能源让利进行弥补，甚至额外获得调峰收益。调峰市场通过市场化的行为鼓励机组参与调峰，以此促进新能源消纳达到双赢局面。调峰主体一般包括抽水蓄能机组、火电机组，当基本调峰服务已经用尽且新能源预计将出现弃风、弃光时，通过减少愿意提供深度调峰服务的火电机组实时出力，进一步让出新能源消纳空间。但该调峰方法下，深度调峰全部由火电机组承担，调峰压力大且缺乏灵活性。

技术实现思路

[0003]为至少在一定程度上克服通过减少火电机组实时出力进一步让出新能源消纳空间造成火电机组调峰压力大且缺乏灵活性的问题，本申请提供一种基于火电、自备电厂和储能的电力系统调峰方法及装置。
[0004]第一方面，本申请提供一种基于火电、自备电厂和储能的电力系统调峰方法，包括：
[0005]获取电力系统调峰参与方申报数据，所述电力系统调峰参与方包括储能、自备电厂和公用火电；
[0006]以市场调峰成本最低为目标函数建立调峰市场竞价出清模型；
[0007]以电力系统调峰参与方申报数据作为模型参数；
[0008]设置约束条件，基于所述模型参数和所述约束条件求解所述调峰市场竞价出清模型，得到电力系统调峰出清数据。
[0009]进一步的，所述调峰出清数据包括调峰成本、调峰市场的边际出清价格、储能中标调峰功率、公用火电中标调峰功率和自备电厂的中标调峰功率，所述以市场调峰成本最低为目标函数建立调峰市场竞价出清模型，包括：
[0010]调峰市场竞价出清模型为：
[0011]其中：C
v
为调峰成本；T
V
为调峰时段总数；s
t
′
为t时段调峰市场的边际出清价格；
P
i,t
、P
j,t
、P
k,t
分别为第i家储能、第j家公用火电和第k家自备电厂在t时段的中标调峰功率；Δt为一个调度时段的时长。
[0012]进一步的，所述约束条件，包括：
[0013]调峰需求约束、储能相关约束、公用火电相关约束和自备电厂相关约束中的至少一种。
[0014]进一步的，所述调峰需求约束，包括：
[0015]其中，为t时段的中标容量,R
t
为t时段的系统调峰需求。
[0016]进一步的，所述储能相关约束，包括：
[0017]储能功率约束：
[0018][0019]其中，P
i,t
为中标功率，为储能充电功率上限,为申报容量下限，为申报容量上限，Δt为调度时段时长；
[0020]和/或，充放电约束：储能不能同时充放电；
[0021]和/或，服务可持续性约束：
[0022][0023]其中，为储能在每日初始时刻的荷电状态，为储能在每日结束时刻的荷电状态。
[0024]进一步的，所述公用火电相关约束包括：
[0025]公用火电功率约束：
[0026][0027]其中，α
j
为火电机组j在时段t的运行状态，为0/1的二值变量，为0时表示机组位于停机状态，为1时表示机组位于开机状态；分别为机组j在t时段的最大出力、最小出力；
[0028]和/或，机组爬坡约束
[0029][0030][0031]其中，为机组j最大上爬坡速率，为机组j的最大下爬坡速率。
[0032]进一步的，所述自备电厂相关约束包括：
[0033]自备电厂功率约束：
[0034][0035]其中，α
k
为自备电厂k在时段t的运行状态，为0/1的二值变量，为0时表示自备电厂位于停机状态，为1时表示自备电厂位于开机状态；位于停机状态，为1时表示自备电厂位于开机状态；分别为自备电厂k在t时段的
最大出力、最小出力；
[0036]和/或，机组爬坡约束
[0037][0038][0039]其中，为自备电厂k最大上爬坡速率，为自备电厂k的最大下爬坡速率；
[0040]和/或，电网安全约束，具体包括：
[0041]线路潮流约束：
[0042][0043]其中，为线路l的潮流传输极限，G
l
‑
i
为机组i所在节点对线路l的发电机输出功率转移分布因子，G
l
‑
m
为联络线m所在节点对线路l的发电机输出功率转移分布因子，N为系统的节点数量，G
l
‑
n
为节点n对线路l的发电机输出功率转移分布因子，D
n,t
为节点n在t时段的母线负荷值，分别为线路l的正、反向潮流松弛变量；
[0044]和/或，
[0045]断面潮流约束：
[0046][0047]其中，分别为断面s的潮流传输极限，G
s
‑
i
为机组i所在节点对断面s的发电机输出功率转移分布因子，G
s
‑
m
为联络线m所在节点对断面s的发电机输出功率转移分布因子，G
s
‑
n
为节点n对断面s的发电机输出功率转移分布因子，分别为断面s的正、反向潮流松弛变量。
[0048]进一步的，还包括：
[0049]计算调峰收益，所述调峰收益包括储能收益、公用火电收益和自备电厂收益中的至少一种；
[0050]所述储能收益为
[0051]其中，F
es
为储能调峰日收益，T
dis
为在调度周期内储能放电的时段，为储能放电功率，p
t
为调度周期t内的电价，c
loss
为电池损耗费用，s
t
′
为t时段调峰市场的边际出清价格，T
V
为调峰时段总数；
[0052]公用火电收益为
[0053]其中，F
TH
为公用火电调峰日收益；
[0054]自备电厂收益为
[0055]其中，F
zb
为自备电厂调峰日收益。
[0056]进一步的，所述电力系统调本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于火电、自备电厂和储能的电力系统调峰方法，其特征在于，包括：获取电力系统调峰参与方申报数据，所述电力系统调峰参与方包括储能、自备电厂和公用火电；以市场调峰成本最低为目标函数建立调峰市场竞价出清模型；以电力系统调峰参与方申报数据作为模型参数；设置约束条件，基于所述模型参数和所述约束条件求解所述调峰市场竞价出清模型，得到电力系统调峰出清数据。2.根据权利要求1所述的基于火电、自备电厂和储能的电力系统调峰方法，其特征在于，所述调峰出清数据包括调峰总成本、调峰市场的边际出清价格、储能中标调峰功率、公用火电中标调峰功率和自备电厂的中标调峰功率，所述以市场调峰成本最低为目标函数建立调峰市场竞价出清模型，包括：调峰市场竞价出清模型为：其中：C
v
为调峰成本；T
V
为调峰时段总数；s
t
′
为t时段调峰市场的边际出清价格；P
i,t
、P
j,t
、P
k,t
分别为第i家储能、第j家公用火电和第k家自备电厂在t时段的中标调峰功率；Δt为一个调度时段的时长。3.根据权利要求1所述的基于火电、自备电厂和储能的电力系统调峰方法，其特征在于，所述约束条件，包括：调峰需求约束、储能相关约束、公用火电相关约束和自备电厂相关约束中的至少一种。4.根据权利要求3所述的基于火电、自备电厂和储能的电力系统调峰方法，其特征在于，所述调峰需求约束，包括：其中，为t时段的中标容量,R
t
为t时段的系统调峰需求。5.根据权利要求3所述的基于火电、自备电厂和储能的电力系统调峰方法，其特征在于，所述储能相关约束，包括：储能功率约束：其中，P
i,t
为中标功率，为储能充电功率上限,为申报容量下限，为申报容量上限，Δt为调度时段时长；和/或，充放电约束：储能不能同时充放电；和/或，服务可持续性约束：其中，为储能在每日初始时刻的荷电状态，为储能在每日结束时刻的荷电状态。6.根据权利要求3所述的基于火电、自备电厂和储能的电力系统调峰方法，其特征在于，所述公用火电相关约束包括：
公用火电功率约束：其中，α
j
为火电机组j在时段t的运行状态，为0/1的二值变量，为0时表示机组位于停机状态，为1时表示机组位于开机状态；分别为机组j在t时段的最大出力、最小出力；和/或，机组爬坡约束和/或，机组爬坡约束其中，为机组j最大上爬坡速率，为机组j的最大下爬坡速率。7.根据权利要求3所述的基于火电、自备电厂和储能的电力系统调峰方法，其特征在于，所述自备电厂相关约束包括：自备电厂功率约束：其中，α
k
为自备电厂k在时段t的运行状态，为0/1的二值变量，为0时表示自备电厂位于停机状态，为1时表示自备电厂位于开机状态；分别为自备电厂k在t时段的最大出力、最小出力；和/或，机组爬坡约束和/或，机组爬坡约束其中，为自备电厂k最大上爬坡速率，为自备电厂k的最大下爬坡速率；和/或，电网安全约束，具体包括：线路潮流约束：其中，P
lmax

【专利技术属性】
技术研发人员：郭琦，李洪波，袁少卿，吕小凡，康宏伟，李晗，石建国，张也，王泽斌，戴玮，
申请(专利权)人：内蒙古电力集团有限责任公司电力调度控制分公司，
类型：发明
国别省市：