一种考虑综合社会成本的新能源规划合理利用率计算方法技术

本发明专利技术属于电力系统技术领域，尤其涉及一种考虑综合社会成本的新能源规划合理利用率计算方法。通过建立适用于分析新能源规划合理弃电率的两层优化模型，上层问题为基于一定的灵活性资源改造程度和新能源弃电率水平，分析增加的灵活性资源改造成本与减少的新能源弃电损失之间的关系；下层问题为基于一定的灵活性资源改造程度和新能源装机规模，以新能源发电量最大的年度优化模型。一种考虑综合社会成本的新能源规划合理利用率计算方法嫩通过分析新增的新能源消纳投资与减少的新能源弃电损失的关系，能够合理的规划增加的新能源消纳投资与减少的新能源弃电损失之间的关系。投资与减少的新能源弃电损失之间的关系。投资与减少的新能源弃电损失之间的关系。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑综合社会成本的新能源规划合理利用率计算方法


[0001]本专利技术属于电力系统
，尤其涉及一种考虑综合社会成本的新能源规划合理利用率计算方法。

技术介绍

[0002]我国新能源超规划发展带来的网源发展不协调是导致新能源消纳问题的根本原因。制定合理的新能源规划目标，并以此目标统筹其他电源和电网规划，是解决新能源消纳问题的基础。
[0003]目前，我国采用消纳责任权重和利用率双重目标推动新能源发展。消纳责任权重反映能源转型对新能源发展的要求，利用率则反映新能源经济平衡能力和可持续发展能力。当某一地区新能源消纳责任权重超过其临界渗透率，将出现利用率下降和弃电损失导致的新能源发展动力不足，则需要系统增加灵活性相关消纳成本以减少弃电损失；但如果消纳成本高于弃电损失，则会导致系统层面的不经济。
[0004]再者，现有技术中，确定新能源配额目标是根据新能源规划装机及出力曲线、常规电源规划和网架规划方案，增加新能源消纳投资提高系统灵活性改造措施，其中包括火电灵活性改造和电网改造等。但是，缺少分析新增的新能源消纳投资与减少的新能源弃电损失的关系，不能合理的规划增加的新能源消纳投资与减少的新能源弃电损失之间的关系。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提出一种考虑综合社会成本的新能源规划合理利用率计算方法，以解决现有技术中增加的新能源消纳投资与减少的新能源弃电损失不对应，导致新能源弃电率规划不合理的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案具体步骤如下：r/>[0007]一种考虑综合社会成本的新能源规划合理利用率计算方法，包括
[0008]S1.输入电网数据以及输入其他数据；
[0009]S2.基于电网当前数据，不考虑进行灵活性资源改造，求解以新能源发电量最大为目标的年度优化模型，获取当前电网未进行灵活性资源改造时的新能源弃电量；
[0010]S3.设置初始灵活性资源改造水平；
[0011]S4.计算当前电网在进行灵活性资源改造后的新能源弃电量；
[0012]S5.判断增加的灵活性资源改造成本与减少的新能源弃电损失是否相当，若不相当，则改变灵活性资源改造程度，并跳转到步骤4；否则，进行下一步；
[0013]S6.结合计算结果统计新能源弃电率，该弃电率即为新能源规划合理弃电率。
[0014]进一步地，所述电网数据包括电源参数、负荷数据、跨省区联络线计划等，输其他数据包括系统灵活性资源改造成本、电价水平等。
[0015]进一步地，所述的年度优化模型，是采用新能源电力系统运行模拟平台(Renewable Energy Power System Analysis Platform,REPSAP V1.0)，在新能源规划合
理弃电率的判定原则上结合时序生产模拟方法，在满足电力电量平衡、调峰平衡等约束前提下，以新能源发电量最大为优化目标，同步考虑增加灵活性资源改造投资成本与减少的新能源弃电损失之间的关系，求解水平年下不同灵活性资源改造水平下系统的新能源利用率水平的模型。
[0016]进一步地，所述年度优化模型为两层优化模型，其中上层问题为基于一定的灵活性资源改造程度和新能源弃电率水平，分析增加的灵活性资源改造成本与减少的新能源弃电损失之间的关系；下层问题为基于一定的灵活性资源改造程度和新能源装机规模，以新能源发电量最大的年度优化模型。
[0017]进一步地，所述上层问题需要基于一定的灵活性资源改造程度和新能源弃电率水平，对比分析增加的灵活性资源改造成本与减少的新能源弃电损失之间的关系。
[0018]进一步地，所述增加的灵活性资源改造成本：
[0019]C1＝Q1αλ1+G1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0020]其中：C1为系统增加的灵活性资源改造成本；Q1为火电机组进行灵活性改造的总装机容量；α为火电机组平均灵活性改造深度；λ1为火电机组在平均改造深度为α时的单位容量改造成本；G1为电网改扩建成本。
[0021]进一步地，所述减少的新能源弃电损失：
[0022]C2＝(E0‑
E1)λ2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0023]其中：C2为开展灵活性资源改造后减少的新能源弃电损失；E0为当前电网未进行灵活性资源改造时的新能源弃电量；E1为当前电网进行灵活性资源改造后的新能源弃电量，该结果通过求解下层问题获得；λ2为当地燃煤基准上网电价水平。
[0024]进一步地，所述分析增加的灵活性资源改造成本与减少的新能源弃电损失之间的关系方法：
[0025]求解上层问题时，需要优先确定火电机组当前的平均改造深度和电网改扩建程度，为求解下层问题提供边界条件；下层问题求解结束后，将新能源弃电量返回到上层问题，为计算减少的新能源弃电损失提供边界；
[0026]结合计算结果，有3种情况，其中ε为接近0的正数：
[0027]0＜C1＜C2且|C1‑
C2|＞ε
[0028]该情况表示增加的灵活性资源改造成本C1小于减少的新能源弃电损失C2；
[0029]0＜C2＜C1且|C1‑
C2|＞ε
[0030]该情况表示增加的灵活性资源改造成本C1大于减少的新能源弃电损失C2；
[0031]|C1‑
C2|≤ε
[0032]该情况表示增加的灵活性资源改造成本C1与减少的新能源弃电损失C2基本相当。
[0033]进一步地，所述下层问题为灵活性资源改造情况和新能源规模已知前提下的优化问题，其中目标函数和约束条件：
[0034]目标函数
[0035]优化目标为新能源发电量最大：
[0036][0037]其中：T为调度周期时段数；N为整个系统的分区数；为区域n中的风电机组在第
t时刻的发电功率；为区域n中的光伏机组在第t时刻的发电功率；
[0038]约束条件
[0039]区域负荷平衡约束
[0040][0041]其中为区域n中第j种火电机组在第t时刻的发电功率；为区域i在时段t上向区域n传输的发电功率；为区域n向系统外部输送的功率；d
t,n
为区域n中第t时刻的负荷需求；U为水电机组种类数；R为抽水蓄能机组种类数；为区域n中水电机组u在第t时刻的发电功率；为区域n中抽蓄机组r在第t时刻的发电功率；为区域n中抽蓄机组r在第t时刻的抽水功率。该约束表示各个区域内的负荷需求要时刻保持平衡；
[0042]旋转备用约束
[0043][0044]其中D
t
为系统在第t时刻的负荷需求；为系统在时刻t处的正备用需求；为系统在时刻t处的负备用需求；为火电机组j的最大出力水平；为火电机组j的最小出力水平；为区域n中风电机组的可信容量，为区域n中光伏机组的可信容量；为整数变量，表示区域n中火电机组j在时刻t处的运行台数；为水电机组u的最大出力水平；为水电机组u本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑综合社会成本的新能源规划合理利用率计算方法，其特征在于：包括S1.输入电网数据以及输入其他数据；S2.基于电网当前数据，不考虑进行灵活性资源改造，求解以新能源发电量最大为目标的年度优化模型，获取当前电网未进行灵活性资源改造时的新能源弃电量；S3.设置初始灵活性资源改造水平；S4.计算当前电网在进行灵活性资源改造后的新能源弃电量；S5.判断增加的灵活性资源改造成本与减少的新能源弃电损失是否相当，若不相当，则改变灵活性资源改造程度，并跳转到步骤4；否则，进行下一步；S6.结合计算结果统计新能源弃电率，该弃电率即为新能源规划合理弃电率。2.根据权利要求1所述的一种考虑综合社会成本的新能源规划合理利用率计算方法，其特征在于：所述电网数据包括电源参数、负荷数据、跨省区联络线计划等，输其他数据包括系统灵活性资源改造成本、电价水平等。3.根据权利要求1所述的一种考虑综合社会成本的新能源规划合理利用率计算方法，其特征在于：所述的年度优化模型，是采用新能源电力系统运行模拟平台，在新能源规划合理弃电率的判定原则上结合时序生产模拟方法，在满足电力电量平衡、调峰平衡等约束前提下，以新能源发电量最大为优化目标，同步考虑增加灵活性资源改造投资成本与减少的新能源弃电损失之间的关系，求解水平年下不同灵活性资源改造水平下系统的新能源利用率水平的模型。4.根据权利要求1所述的一种考虑综合社会成本的新能源规划合理利用率计算方法，其特征在于：所述年度优化模型为两层优化模型，其中上层问题为基于一定的灵活性资源改造程度和新能源弃电率水平，分析增加的灵活性资源改造成本与减少的新能源弃电损失之间的关系；下层问题为基于一定的灵活性资源改造程度和新能源装机规模，以新能源发电量最大的年度优化模型。5.根据权利要求6所述的一种考虑综合社会成本的新能源规划合理利用率计算方法，其特征在于：所述上层问题需要基于一定的灵活性资源改造程度和新能源弃电率水平，对比分析增加的灵活性资源改造成本与减少的新能源弃电损失之间的关系。6.根据权利要求5所述的一种考虑综合社会成本的新能源规划合理利用率计算方法，其特征在于：所述增加的灵活性资源改造成本：C1＝Q1αλ1+G
1 (1)其中：C1为系统增加的灵活性资源改造成本；Q1为火电机组进行灵活性改造的总装机容量；α为火电机组平均灵活性改造深度；λ1为火电机组在平均改造深度为α时的单位容量改造成本；G1为电网改扩建成本。7.根据权利要求5所述的一种考虑综合社会成本的新能源规划合理利用率计算方法，其特征在于：所述减少的新能源弃电损失：C2＝(E0‑
E1)λ
2 (2)其中：C2为开展灵活性资源改造后减少的新能源弃电损失；E0为当前电网未进行灵活性资源改造时的新能源弃电量；E1为当前电网进行灵活性资源改造后的新能源弃电量，该结果通过求解下层问题获得；λ2为当地燃煤基准上网电价水平。8.根据权利要求5所述的一种考虑综合社会成本的新能源规划合理利用率计算方法，
其特征在于：所述分析增加的灵活性资源改造成本与减少的新能源弃电损失之间的关系方法：求解上层问题时，需要优先确定火电机组当前的平均改造深度和电网改扩建程度，为求解下层问题提供边界条件；下层问题求解结束后，将新能源弃电量返回到上层问题，为计算减少的新能源弃电损失提供边界；结合计算结果，有3种情况，其中ε为接近0的正数：0＜C1＜C2且...

【专利技术属性】
技术研发人员：周强，王定美，张金平，赵龙，张珍珍，马志程，沈渭程，吕清泉，韩旭杉，马彦宏，张睿骁，张健美，高鹏飞，张彦琪，李津，赵连斌，陈明，马卫卫，刘丽娟，甄文喜，王明松，赵炜，沈荟云，郑翔宇，陈柏旭，王晟，刘海伟，
申请(专利权)人：国网甘肃省电力公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：