一种考虑备用共享的新能源生产优化模拟方法及系统技术方案

本发明专利技术提出一种考虑备用共享的新能源生产模拟方法及系统，以电力系统覆盖区域的新能源总发电量最大为目标函数，考虑跨区直流优化和分区备用共享机制，将全局性约束、电源约束、交流联络线约束、直流联络线运行约束、调节资源约束纳入约束条件，构建新能源生产模拟模型，将电力系统的运行参数代入该模型进行求解，并基于新能源总发电量最大时的运行参数制定生产优化运行方案，从而实现了电力系统复杂直流运行过程的简化模拟，满足了新能源生产模拟快速计算的应用需求。拟快速计算的应用需求。拟快速计算的应用需求。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑备用共享的新能源生产优化模拟方法及系统


[0001]本专利技术涉及新能源发电
，具体涉及一种考虑备用共享的新能源生产优化模拟方法及系统。

技术介绍

[0002]在节能减排的目标驱动下，新能源新增装机量迅速增长，集中式新能源与分布式新能源均呈现快速增长的趋势，形成高比例新能源电力系统的局面，新能源等随机间歇性的可再生能源将成为重要电源，极大增加了电力系统的电力电量平衡难度，对系统源、网、荷等灵活调节资源的需求也将变得更加迫切。通过跨区特高压直流进行区域互济成为新能源消纳的重要环节，充分利用特高压交直流通道的灵活调节能力，挖掘送受端电网之间新能源与负荷的广域互补特性，加强跨区域、跨流域风光水火联合运行，统筹全网开机，实现清洁能源的广域互补优化。
[0003]新能源生产模拟计算是评估电网新能源消纳量，合理优化电网和电源中长期运行方式，促进新能源消纳的重要技术手段。目前的新能源消纳能力评估方法未充分考虑特高压直流联络线的运行优化以及不同区域电网的备用共享能力，影响了评估结果的准确性。因此，亟需提出一种考虑跨区直流优化和备用共享的新能源生产模拟方法，满足新能源全年消纳能力评估计算的需要。
[0004]目前国内外已有的特高压直流线路的运行优化模型主要面向电力系统短期优化调度，并且优化模型尚未考虑各分区之间备用共享约束，运行模型相对复杂，建模难度大，无法满足生产模拟计算实用性的需求。

技术实现思路

[0005]为了解决目前的新能源生产模拟方法未充分考虑特高压直流联络线的运行优化以及不同区域电网的备用共享能力，无法满足生产模拟计算实用性需求的问题，本专利技术提出了一种考虑备用共享的新能源生产模拟模型的构建方法，所述构建方法包括：
[0006]以电力系统覆盖区域的新能源总发电量最大为目标建立目标函数；
[0007]以全局性约束条件、直流联络线运行约束条件、电源约束条件、交流联络线约束条件、调节资源约束条件作为所述目标函数的约束条件；
[0008]由所述目标函数和所述约束条件构建所述新能源生产模拟模型；
[0009]其中所述全局性约束条件、直流联络线运行约束条件、调节资源约束条件基于跨区直流线路运行特性和分区备用共享机制确定。
[0010]优选的，所述全局性约束条件包括负荷平衡约束条件、全网备用约束条件和区域备用约束条件。
[0011]优选的，所述直流联络线运行约束条件包括输电功率容量约束条件、功率调节约束条件、功率调节方向约束条件、日调节次数约束条件、调节最短持续时间约束条件、日输电量约束条件、输电功率约束条件。
[0012]优选的，所述调节资源约束条件包括储能运行约束条件和可调节负荷约束条件。
[0013]优选的，所述目标函数如下式所示：
[0014][0015]式中：max obj为电力系统覆盖区域的新能源总的最大发电量，n为电力系统覆盖区域的编号，t为时段编号，p
W
(n，t)为区域n在t时段的风电发电功率，p
PV
(n，t)为区域n在t时段的光伏发电功率，N为电力系统覆盖的全部区域数，T为全部时段数。
[0016]优选的，所述负荷平衡约束条件如下式所示：
[0017][0018]式中，n为区域编号，t为时段编号，p
c
(n，t)为区域n在t时段的常规电源发电功率，p
S
(n，t)为区域n储能电源净出力，p
in
(n，t)为区域n在t时段的交流联络线净受入功率，L
ad
(n，t)为区域n在t时段的可调节负荷，L(n，t)为区域n在t时段的负荷，p
DC
(n，t)为区域n在t时段的直流外送功率。
[0019]优选的，所述全网备用约束条件如下式所示：
[0020][0021]式中，为区域n在t时段的风电可信出力，为区域n在t时段的光伏可信出力，为区域n在t时段的常规电源开机容量，R(n，t)为区域n在t时段的正备用容量。
[0022]优选的，所述区域备用约束条件如下式所示：
[0023][0024]式中，为区域n在t时段的风电可信出力，为区域n在t时段的光伏可信出力，为区域n在t时段的常规电源开机容量，p
in
(n，t)为区域n在t时段的交流联络线净受入功率，L
ad
(n，t)为区域n在t时段的可调节负荷，L(n，t)为区域n在t时段的负荷，p
DC
(n，t)为区域n在t时段的直流外送功率，R(n，t)为区域n在t时段的正备用容量。
[0025]优选的，所述输电功率容量约束条件如下式所示：
[0026][0027]式中，p
DC
(n，t)为直流联络线在f时段的输电功率，表示直流联络线的输电容量上限，表示直流联络线的输电容量下限。
[0028]优选的，所述功率调节约束条件如下式所示：
[0029][0030]式中，u(n，t)为整数变量，表示直流联络线功率在t时段向上调节状态，v(n，t)为整数变量，表示直流联络线功率在t时段向下调节状态，δ
DC
(n)表示直流联络线功率在单位优化时段内调节速率的上限值。
[0031]优选的，所述功率调节方向约束条件如下式所示：
[0032][0033]式中，u(n，t)和u(n，t+1)均为整数变量，分别表示直流联络线功率在t时段和t+1时段向上调节状态；v(n，t)和v(n，t+1)均为整数变量，表示直流联络线功率在t时段和t+1时段向下调节状态。
[0034]优选的，所述日调节次数约束条件如下式所示：
[0035][0036]式中，x(n，t)为整数变量，表示直流联络线功率在t时段的调节状态，S(n)表示直流联络线的每日调节次数上限。
[0037]优选的，所述调节最短持续时间约束条件如下式所示：
[0038][0039]式中，N
T
表示直流联络线功率保持不变的最短持续时间，τ表示调节起始时段。
[0040]优选的，所述日输电量约束条件如下式所示：
[0041][0042]式中，表示直流联络线每日输电量的上限，表示直流联络线每日输电量的下限。
[0043]优选的，所述输电功率约束条件如下式所示：
[0044][0045]式中，p
dc
(n)表示直流联络线单位档位的功率值，Le(n，t)表示直流联络线功率在t时段所处的档位，和分别表示向下和向上取整符号。
[0046]优选的，所述储能运行约束条件如下式所示：
[0047][0048]式中，为储能出力上限，为储能出力下限，C
S
(n)为储能装机容量，为储能在t时刻的起始电量，为储能在t时刻的终止电量。
[0049]优选的，所述可调节负荷约束条件如下式所示：
[0050][0051]基于同一专利技术思路，本专利技术还提出一种考虑备用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑备用共享的新能源生产模拟模型的构建方法，其特征在于，所述构建方法包括：以电力系统覆盖区域的新能源总发电量最大为目标建立目标函数；以全局性约束条件、直流联络线运行约束条件、电源约束条件、交流联络线约束条件、调节资源约束条件作为所述目标函数的约束条件；由所述目标函数和所述约束条件构建所述新能源生产模拟模型；其中所述全局性约束条件、直流联络线运行约束条件、调节资源约束条件基于跨区直流线路运行特性和分区备用共享机制确定。2.如权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述全局性约束条件包括负荷平衡约束条件、全网备用约束条件和区域备用约束条件。3.如权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述直流联络线运行约束条件包括输电功率容量约束条件、功率调节约束条件、功率调节方向约束条件、日调节次数约束条件、调节最短持续时间约束条件、日输电量约束条件、输电功率约束条件。4.如权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述调节资源约束条件包括储能运行约束条件和可调节负荷约束条件。5.如权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述目标函数如下式所示：式中：max obj为电力系统覆盖区域的新能源总的最大发电量，n为电力系统覆盖区域的编号，t为时段编号，p
W
(n，t)为区域n在t时段的风电发电功率，p
PV
(n，t)为区域n在t时段的光伏发电功率，N为电力系统覆盖的全部区域数，T为全部时段数。6.如权利要求2所述的构建方法，其特征在于，所述负荷平衡约束条件如下式所示：式中，n为区域编号，t为时段编号，p
C
(n，t)为区域n在t时段的常规电源发电功率，p
s
(n，t)为区域n储能电源净出力，p
in
(n，t)为区域n在t时段的交流联络线净受入功率，L
ad
(n，t)为区域n在t时段的可调节负荷，L(n，t)为区域n在t时段的负荷，p
DC
(n，t)为区域n在t时段的直流外送功率。7.如权利要求2所述的构建方法，其特征在于，所述全网备用约束条件如下式所示：式中，为区域n在t时段的风电可信出力，为区域n在t时段的光伏可信出力，为区域n在t时段的常规电源开机容量，R(n，t)为区域n在t时段的正备用容量。8.如权利要求2所述的构建方法，其特征在于，所述区域备用约束条件如下式所示：式中，为区域n在t时段的风电可信出力，为区域n在t时段的光伏可信
出力，为区域n在t时段的常规电源开机容量，p
in
(n，t)为区域n在t时段的交流联络线净受入功率，L
ad
(n，t)为区域n在t时段的可调节负荷，L(n，t)为区域n在t时段的负荷，p
DC
(n，t)为区域n在t时段的直流外送功率，R(n，t)为区域n在t时段的正备用容量。9.如权利要求3所述的构建方法，其特征在于，所述输电功率容量约束条件如下式所示：式中，p
DC
(n，t)为直流联络线在t时段的输电功率，表示直流联络线的输电容量上限，表示直流联络线的输电容量下限。10.如权利要求3所述的构建方法，其特征在于，所述功率调节约束条件如下式所示：式中，u(n，t)为整数变量，表示直流联络线功率在t时段向上调节状态，v(n，t)为整数变量，表示直流联络线功率在t时段向下调节状态，δ
DC
(n)表示直流联络线功率在单位优化时段内调节速率的上限值。11.如权利要求3所述的构建方法，其特征在于，所述功率调节方向约束条件如下式所示：式中，u(n，t)和u(n，t+1)均为整数变量，分别表示直流联络线功率在t时段和t+1时段向上调...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘思扬，李湃，张金平，刘纯，黄越辉，礼晓飞，王晓蓉，桑桢城，谢晓頔，韩培东，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网江苏省电力有限公司国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：