一种适应于市县新能源消纳优化方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种适应于市县新能源消纳优化方法及系统，该方法包括获取市县区域内源、网、荷、储侧资源的运行数据；计算市县区域内新能源场站理论待分析水平年发电功率的典型场景；以市县区域内新能源消纳电量最大为优化目标，建立市县区域内新能源

【技术实现步骤摘要】
一种适应于市县新能源消纳优化方法和系统


[0001]本专利技术涉及电力系统规划与运行
，具体涉及一种适应于市县新能源消纳优化方法和系统。

技术介绍

[0002]气候变化是人类面临的全球性问题，随着各国二氧化碳排放，温室气体猛增，对生命系统形成威胁。在这一背景下，世界各国以全球协约的方式减排温室气体，并提出推动了以新能源为主体的新型电力系统的构建。
[0003]近年来，随着新能源消纳预警机制实施、新增新能源跨省跨区通道投产运行，我国新能源消纳利用情况明显好转，2020年全国风电利用率96.5％、光伏发电利用率98.0％。未来，电力行业将加快清洁低碳转型发展，新能源迎来跨越式发展机遇，预计2030年前我国新能源年均新增装机7000万千瓦以上，因此新能源消纳利用问题将成为构建新型电力系统重要挑战之一，很有必要深入开展新形势下新能源消纳分析方法研究。
[0004]目前，国内外学者已经开展了较多的新能源消纳分析方法研究，常见的方法主要有典型日法、随机生产模拟法、时序生产模拟法等，这些方法主要考虑时间尺度上风光发电特性，通过选取典型日、研究概率分布特性等方式，实现方法优化分析效果与优化求解性能方面的统筹协调。然而，现有分析方法一般以全国、区域或者省级电网作为新能源消纳分析范围，在空间尺度方面，难以考虑含新能源接入的市县地区电网之间关键输电线路功率限额对新能源外送消纳能力的制约；在新能源消纳优化协调对象方面，难以精细化考虑市县地区电网内新能源发电功率与本地负荷需求、可调节潜力之间的匹配特性，新能源消纳本地消纳潜力有待进一步挖掘。
[0005]未来，随着整县式分布式光伏开发持续推进、地区内源网荷储一体化政策逐渐推广，新能源消纳分析将面临更加迫切的进一步细化空间尺度、丰富协调对象的需求。
[0006]有鉴于此，亟需开展涉及市县区域内新能源消纳分析，就近挖掘本地调节资源，进一步提升新能源本地消纳能力，更加精细化、因地制宜的指导新能源发展规划和新型储能优化配置。

技术实现思路

[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是提供了一种适应于市县新能源消纳优化方法，包括以下步骤：
[0008]获取市县区域内源、网、荷、储侧资源的运行数据；
[0009]基于获取的运行数据计算市县区域内新能源场站理论待分析水平年发电功率的典型场景；
[0010]根据计算获得的典型场景，以市县区域内新能源消纳电量最大为优化目标，建立并求解市县区域内新能源
‑
储能优化模型；
[0011]基于市县区域间新能源
‑
储能优化结果，以综合优化成本最小为目标，考虑市县区
域间关键输电线路约束，建立并求解市县区域间源网荷储协调优化模型；
[0012]根据市县区域间源网荷储协调优化模型求解结果，确定市县区域间源网荷储协调优化方案；
[0013]该数据具体包括获取各市县区域内典型风电场、光伏电站的装机容量和理论发电功率历史数据；待优化分析的风电场、光伏电站装机容量；常规电源的装机容量和调节参数；可调节负荷的用电功率预测信息及调节参数、储能的装机容量和调节参数；常规负荷的预测信息和历史数据；获取各市县区域内关键输电通道及其运行参数。
[0014]本专利技术还提供了一种适应于市县新能源消纳优化系统，包括
[0015]数据获取单元：用于获取市县区域内源、网、荷、储侧资源的运行数据；
[0016]典型场景建立单元：基于数据获取单元获取的运行数据计算市县区域内新能源场站理论待分析水平年发电功率的典型场景；
[0017]新能源
‑
储能优化模型建立单元：用于基于典型场景建立单元建立的典型场景，以市县区域内新能源消纳电量最大为优化目标，建立并求解市县区域内新能源
‑
储能优化模型；
[0018]源网荷储协调优化模型建立单元：用于基于新能源
‑
储能优化模型建立单元建立的新能源
‑
储能优化模型，以综合优化成本最小为目标，考虑市县区域间关键输电线路约束，建立并求解市县区域间源网荷储协调优化模型；
[0019]源网荷储协调优化方案确认单元：根据源网荷储协调优化模型建立单元计算源网荷储协调优化结果，确定市县区域间源网荷储协调优化方案。
[0020]本专利技术还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述所述适应于市县新能源消纳优化方法。
[0021]本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述所述适应于市县新能源消纳优化方法。
[0022]本专利技术通过获取各市县区域内风电场、光伏电站、常规电源、储能装置和可调节负荷的运行参数信息，获取市县区域间关键输电线路运行参数信息，建立市县区域内新能源
‑
储能优化模型，实现新能源最大化就地消纳，在此基础上，考虑区域间关键输电线路约束，建立市县区域间源
‑
网
‑
荷
‑
储协调优化模型，优化得到的更加精确的新能源最大化消纳利用方案，进而，实现市县分辨率下新能源消纳的精细化分析，本实施例提供的方法可以进一步细化新能源消纳分析的空间尺度，挖掘本地调节资源，提升新能源本地消纳能力，对于因地制宜开展新能源发展规划和新型储能优化配置具有指导意义。
[0023]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的
附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1是本专利技术提供的适应于市县分辨率的高精度新能源消纳分析方法；
[0026]图2是本专利技术提供的三个市县区域互联电网的示意图；
[0027]图3是本专利技术案例中A市县区域电网内风电场1的8760小时理论发电功率曲线；
[0028]图4是本专利技术案例中A市县区域电网内8760小时新能源弃电功率曲线。
[0029]图5为本专利技术提供的系统框架示意图；
[0030]图6为本专利技术提供的计算机系统结构示意框图。
具体实施方式
[0031]下面将结合实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0032本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适应于市县新能源消纳优化方法，其特征在于，包括以下步骤：获取市县区域内源、网、荷、储侧资源的运行数据；基于获取的运行数据计算市县区域内新能源场站理论待分析水平年发电功率的典型场景；根据计算获得的典型场景，以市县区域内新能源消纳电量最大为优化目标，建立并求解市县区域内新能源
‑
储能优化模型；基于市县区域间新能源
‑
储能优化结果，以综合优化成本最小为目标，考虑市县区域间关键输电线路约束，建立并求解市县区域间源网荷储协调优化模型；根据市县区域间源网荷储协调优化模型求解结果，确定市县区域间源网荷储协调优化方案；运行数据具体包括各市县区域内典型风电场、光伏电站的装机容量和理论发电功率历史数据；待优化分析的风电场、光伏电站装机容量；常规电源的装机容量和调节参数；可调节负荷的用电功率预测信息及调节参数、储能的装机容量和调节参数；常规负荷的预测信息和历史数据；获取各市、县区域内关键输电通道及其运行参数。2.如权利要求1所述的适应于市县新能源消纳优化方法，其特征在于，所述计算市县区域内新能源场站理论待分析水平年发电功率的典型场景具体包括以下步骤：根据各市县区域内典型风电场的理论发电功率历史数据，计算各市县区域内风电场在待分析水平年8760小时的理论发电功率，并构成各风电场理论发电功率的典型场景；根据各市县区域内典型风电场的理论发电功率历史数据，计算各市县区域内风电场在待分析水平年8760小时的理论发电功率，并构成各光伏电站理论发电功率的典型场景。3.如权利要求1所述的适应于市县新能源消纳优化方法，其特征在于，所述市县区域内新能源
‑
储能优化模型目标函数如下式：式中，表示第j个市县区域内新能源消纳电量，表示第j个市县区域内第i个风电场在第t小时的发电功率，表示第j个市县区域内第q个光伏电站在第t小时的发电功率，分别表示第j个市县区域内风电场、光伏电站数量；新能源
‑
储能优化模型的约束条件具体如下式：新能源场站发电功率约束：储能装置调节性能约束：
式中，表示第j个市县区域内第s个储能装置在第t小时的充放电功率，表示第t小时第s个储能装置处于充电状态，表示第t小时第s个储能装置处于放电状态；表示第j个市县区域内第s个储能装置的最大充、放电功率，表示第j个市县区域内第s个储能装置蓄能量的上、下限值，η
s,j
表示第j个市县区域内第s个储能装置的充放电效率；负荷用电功率约束：式中，表示第j个市县区域内在第t小时的常规负荷功率预测值，表示第j个市县区域内第h个可调节负荷在第t小时的负荷功率预测值，表示第j个市县区域内可调节负荷数量。4.如权利要求1所述的适应于市县新能源消纳优化方法，其特征在于，所述建立市县区域间源网荷储协调优化模型包括以下步骤：在市县区域内新能源
‑
储能协调优化的基础上，计算各市县区域内初始新能源弃电功率和负荷用电功率缺额；计算市县区域间源网荷协调后各市县区域对外的交互功率；计算市县区域间源网荷协调后各市县区域间关键输电通道的输送功率；基于上述计算的初始新能源弃电功率和负荷用电功率缺额、交互功率及输送功率，以综合优化成本最小为目标，建立市县区域间源网荷储协调优化模型。5.如权利要求4所述的适应于市县新能源消纳优化方法，其特征在于，所述市县区域间源网荷储协调优化模型目标函数如下式：
式中，f
G
表示常规电源发电成本，f
new
表示新能源弃电功率惩罚成本，f
store
表示储能装置调节成本，f
reg
‑
load
表示可调节负荷调节成本，a
m,j
、b
m,j
和c
m,j
表示第j个市县区域内第m个常规电源机组的发电成本系数，表示第j个市县区域内第t个小时的剩余新能源弃电功率，λ
new
表示新能源弃电功率惩罚系数，表示第j个市县区域内第t个小时的新能源新增发电功率，λ
reg
‑
load
表示可调节负荷调节成本系数，λ
storage
表示储能装置调节成本系数；市县区域间源网荷储协调优化模型的约束条件如下：市县区域间负荷用电功率约束：常规电源机组调节特性约束：式中，分别表示第j个市县区域内第m个常规电源机组的发电功率上、...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁刚，元博，辛保安，夏鹏，刘劲松，刘俊，张晋芳，吴静，刘思革，吕梦璇，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：