一种高比例新能源区域电力系统全环节协调规划优化方法技术方案

本发明专利技术提供一种高比例新能源区域电力系统全环节协调规划优化方法。所述方法包括：对高比例新能源区域电力系统的电网分区进行负荷特性精细化建模，对灵活性供给与需求建模，从系统灵活性的调节、充裕以及传输三个角度，构建灵活性平衡约束。提出源

【技术实现步骤摘要】
一种高比例新能源区域电力系统全环节协调规划优化方法


[0001]本专利技术属于高比例新能源接入电力系统规划领域，具体为一种计及分区负荷特性的高比例新能源区域电力系统全环节协调规划优化方法，适用于通过规划模型对源
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储进行全环节协调规划。

技术介绍

[0002]随着具有清洁、低碳、可再生优势的新能源比例逐步提高，其能量密度低、出力随机性强的特点会给电力系统带来灵活性调节能力不足的问题。灵活性资源是指具有应对此类大幅波动能力的调节资源，其广泛地存在于源
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储全环节四侧。因此新的电力系统规划中一个重要的研究内容便是计及分区负荷特性的高比例新能源系统全环节协调规划优化方法。
[0003]以往的单纯依靠电力平衡、电量平衡约束难以有效地响应净负荷的快速变化，使得电力系统灵活性调节能力不足，电网安全面临较大风险。因此，有必要合理规划灵活性资源，精细化建模高比例新能源系统分区负荷特性，准确考虑分区源网荷储电力调节，充分发掘本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高比例新能源区域电力系统全环节协调规划优化方法，其特征在于，包括：S1、针对高比例新能源区域电力系统的电网，从典型年、日负荷特性及尖峰负荷持续时间进行分区负荷特性精细化统计建模，根据统计结果对灵活性供给与需求建模，从系统的灵活性调节、灵活性充裕以及灵活性传输三个角度，构建灵活性平衡约束；S2、提出源
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储协调规划优化模型，考虑资源建设成本以及运行成本，计及灵活性不足调节成本以及污染物排放的环境成本，同时在传统的电力平衡和电量平衡约束的基础上加入灵活性平衡约束；S3、构建算例，对高比例新能源接入的源
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储进行协调规划，以提升系统的新能源消纳能力和可靠性。2.如权利要求1所述的高比例新能源区域电力系统全环节协调规划优化方法，其特征在于，步骤S1包括：首先构建灵活性需求模型；建立t时刻j节点的净负荷值与灵活性需求I
Nj,t
的关系式，如下式所示：式，如下式所示：上式中，I
Nj,t
(τ)为t时刻j节点在时间尺度τ内的灵活性需求，为t时刻j节点的负荷值，为t+τ时刻j节点的净负荷值，P
tj,wind
、P
tj,solar
分别为对应的风电和光伏功率；分别为t时刻j节点在时间尺度τ内的向上灵活性需求和向下灵活性需求；准确刻画灵活性需求需要基于净负荷波动值的预测集合Ω，采用概率统计的方法，定义置信水平q下t时刻j节点的灵活性需求I
Nj,q,t
(τ)，如下式所示：上式中，Pr表示事件发生概率，I
Nj,t
为t时刻j节点的灵活性需求，I
Nj,t,m
为预测集合Ω中的值，置信水平q表示在预测集合内的灵活性需求值被满足的概率，q∈[0,1]，最大取1时，表示预测集合内的灵活性需求均应被满足；上述计算过程适用于对节点灵活性需求的刻画，对同一时刻各节点的灵活性需求进行叠加，则能推广至整个系统；叠加，则能推广至整个系统；上式中，I
N,t
(τ)、I
N,q,t
(τ)分别表示系统在t时刻时间尺度τ下的实时灵活性需求以及置信水平q下的灵活性需求；
其次构建灵活性供给模型；定义灵活性资源供给潜力：灵活性资源t时刻在给定时间尺度τ内能够调节功率里程的最大值，具有向上和向下两个方向；对于任一灵活性资源f在t时刻的出力P
f,t
，考虑其技术出力范围和功率变化速率后，在时间尺度τ内该资源为应对净负荷波动性和不确定性而达到的m种上调功率为下调功率为调节功率里程为上/下调功率与当前出力P
f,t
的差值；因此，灵活性资源f的向上灵活性供给潜力和向下灵活性供给潜力的统一形式为：上述计算过程适用于对单个灵活性资源的刻画，对同一时刻各灵活性资源供给潜力进行叠加，则能推广至整个系统；上式中，分别为系统t时刻向上的灵活性供给潜力和向下灵活性供给潜力；最后根据灵活性的供需模型提出三个灵活性平衡约束；1)系统灵活性充裕约束：上式中，系统灵活性供给潜力应不小于系统灵活性需求与灵活性不足调节变量的差；为系统t时刻在时间尺度τ下以及置信水平q下的向上灵活性需求，为系统t时刻在时间尺度τ下以及置信水平q下的向下灵活性需求，为切负荷值，为可再生能源限电功率，二者作为灵活性不足调节变量；2)系统灵活性传输约束：供给潜力应当满足线路传输容量；因此，需要确定各灵活性资源达到供给最大值时，线路潮流是否满足约束；首先基于直流潮流分布因子，推导灵活性资源供给潜力对线路的潮流改变量，以矩阵形式表示，如下式所示：
上式中，I
P,fs,t
(τ)和L
tfs
(τ)分别为t时刻时间尺度τ内f
s
种灵活性资源的供给潜力矩阵及其对线路的潮流改变量矩阵，为f
s
种灵活性资源对v条线路的直流潮流分布因子矩阵；基于上式计算的潮流改变量，应当满足线路传输容量限制，如下式所示：上式中，分别为节点j在t时刻置信水平q下的向上灵活性需求和向下灵活性需求，为支路v在t时刻的潮流，为支路v的传输功率上限；3)系统灵活性调节约束；上式中，k
L
和k
R
分别为切负荷和可再生能源限电的最大允许比例，d
t
和分别为t时刻负荷量和可再生能源发电量；由于切负荷和可再生能源限电能够应对灵活性不足事件，因此，将切负荷值和可再生能源限电功率作为灵活性不足调节变量，参与系统灵活性调节。3.如权利要求2所述的高比例新能源区域电力系统全环节协调规划优化方法，其特征在于，步骤S2包括：源
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储协调规划模型不仅要考虑各类资源的建设成本以及运行成本，还要计及灵活性不足调节成本以及污染物排放的环境成本；1)目标函数；min C＝min(C
IN
+C
OM
+C
FAR
+C
E...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋新甫，陈伟伟，边家瑜，于志勇，余金，薛静杰，沈丹华，张述铭，马君亮，刘文琳，
申请(专利权)人：国家电网有限公司北京天和本安电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：