新能源电网规划模型的构建方法、装置及终端设备制造方法及图纸

技术编号:38099616 阅读:10 留言:0更新日期:2023-07-06 09:16
本申请适用于电网规划技术领域,提供了新能源电网规划模型的构建方法、装置及终端设备,该方法包括:获取新能源电网的初始规划模型,初始规划模型包括规划的总成本和设备容量;构建以总成本最小为目标的目标函数,以及基于设备容量的约束条件;基于目标函数和约束条件,对初始规划模型进行时序仿真,获得初始规划模型的运行数据;结合新能源接入对电网系统的影响因素以及运行数据,修正初始规划模型,获得最终规划模型,影响因素包括电网系统的安全系数。本申请在提高电网规划经济性的同时,进一步提升了模型的针对性和安全性。进一步提升了模型的针对性和安全性。进一步提升了模型的针对性和安全性。

【技术实现步骤摘要】
新能源电网规划模型的构建方法、装置及终端设备


[0001]本申请属于电网规划
,尤其涉及新能源电网规划模型的构建方法、装置及终端设备。

技术介绍

[0002]随着风电、光伏等新能源的大规模并网,对电网的规划带来了新的挑战,尤其是新能源出力不确定性与随机性导致的失负荷价值、安全性与经济性的平衡问题,不能仅依靠电力系统的调度,在电网规划时期就应全面考虑。
[0003]目前国内外针对电网规划模型的研究主要集中于两类方法:基于场景的规划和基于不确定数学理论的规划。但在应对新能源出力不确定性的问题上,多是对于短时资源需求在规划层面予以修正,并未充分考虑大规模新能源的并网对电网整体成本的影响,致使得出的规划模型的经济性不精确。
[0004]因此,亟需一种针对新能源电网规划模型的构建方法,在提高电网规划经济性的同时,进一步提升了模型的针对性和安全性。

技术实现思路

[0005]为克服相关技术中存在的问题,本申请实施例提供了新能源电网规划模型的构建方法、装置及终端设备,实现了在提高电网规划经济性的同时,进一步提升了模型的针对性和安全性。
[0006]本申请是通过如下技术方案实现的:
[0007]第一方面,本申请实施例提供了一种新能源电网规划模型的构建方法,包括:获取新能源电网的初始规划模型,初始规划模型包括规划的总成本和设备容量;构建以总成本最小为目标的目标函数,以及基于设备容量的约束条件;基于目标函数和约束条件,对初始规划模型进行时序仿真,获得初始规划模型的运行数据;结合新能源接入对电网系统的影响因素以及运行数据,修正初始规划模型,获得最终规划模型,影响因素包括电网系统的安全系数。
[0008]在第一方面的一种可能的实现方式中,目标函数的表达式为:
[0009][0010]式中,FCG
g
表示候选发电机组的年化固定成本,icg
g
表示候选发电机组g是否投资,投资icg
g
为1,不投资icg
g
为0,FCL
ijc
表示候选线路ij的年化固定投资成本,ict
ijc
表示候选线路ij是否投资,投资ict
ijc
为1,不投资ict
ijc
为0,P
ω
表示场景概率,ω为场景编号,DUR
n
表示候选发电机组提供负荷的可持续时间,CV
g
表示候选发电机组的发电成本,表示候选发电机组的发电量,CF
g
表示候选发电机组的固定成本,表示候选发电机组是否运行,运行为1,不运行为0,CSU
g
表示候选发电机组的启动成本,表示候选发电机组是否启动,启动为1,不启动为0,CSD
g
表示候选发电机组的停机成本,表示候选发电机组是否停机,不停机为0,停机为1,CV
e
表示储能单元的可变成本,表示储能电源的充电量,CV
r
表示需求侧响应的成本,表示需求侧响应时购买电量,CENS表示失负荷价值,表示失负荷电量。
[0011]在第一方面的一种可能的实现方式中,约束条件包括备用容量约束条件,所述容量约束条件为常规候选发电机组、储能单元以及需求侧响应能够供给的负荷大于需求的负荷,所述备用容量约束条件的表达式为:
[0012][0013][0014]式中,表示常规候选发电机组应对负荷增加的运行备用,表示常规候选发电机组应对负荷降低的运行备用,表示需求侧响应时负荷增加的运行备用,表示需求侧响应时负荷降低的运行备用,表示储能单元应对负荷增加的运行备用,表示储能单元应对负荷降低的运行备用,表示负荷增加时运行备用的需
求,表示负荷降低时运行备用的需求,a表示区域编号。
[0015]在第一方面的一种可能的实现方式中,约束条件包括容量裕度约束,所述容量裕度约束为候选发电机组能够供给峰值期的负荷,所述容量裕度约束的表达式为:
[0016][0017]式中,表示已有发电机组的最大功率,A
g
表示可信容量与实际容量值比,常规发电机组A
g
为1,新能源发电机组A
g
∈(0,0.5),表示候选发电机组的最大功率,PD
a
表示峰值功率,RM
a
表示裕度。
[0018]在第一方面的一种可能的实现方式中,安全系数的表达式为:
[0019][0020]式中,P
a
表示在a区域的规划,P
a,cut
表示a区域新能源机组的弃风/弃光率,λ
d
表示负荷降低时的调整系数,表示负荷降低时的运行备用需求,P
a,LLR
表示a区域的失负荷电量,λ
u
表示负荷增加时的调整系数,表示负荷增加时的运行备用需求,θ表示安全系数,安全系数越大电网系统越安全。
[0021]在第一方面的一种可能的实现方式中,影响因素还包括新能源机组接入后对常规机组使用寿命的影响,所述影响的表达式为:
[0022]Y
j

=Y
j
·
LC
normal
/LC
new
[0023]式中,Y
j

表示常规机组受影响后的使用寿命,Y
j
表示常规机组的理论寿命,LC
normal
表示常规机组的理论冲放电循环次数,LC
new
表示常规机组的在时序仿真中的充放电循环次数。
[0024]在第一方面的一种可能的实现方式中,影响因素还包括新能源机组接入后更新的污染物排放系数,更新的污染物排放系数的表达式为:
[0025][0026]式中,ξ表示污染物排放折算系数,v1至v
n
表示设备在不同负载率下对应的碳排放系数,t1至t
n
表示设备在不同负载率下运行的时长,EF
c_new
表示更新后设备的碳排放系数,EF
c
表示设备的碳排放系数,表示更新后设备的二氧化硫排放系数,表示设备
的二氧化硫排放系数,K
S_new
表示更新后的设备烟尘排放系数,K
S
表示设备烟尘排放系数,β

表示更新后的设备碳转化率,β表示设备碳转化率。
[0027]第二方面,本申请实施例提供了一种新能源电网规划模型的构建装置,包括:获取模块,用于获取初始规划模型,初始规划模型包括规划的总成本和设备容量;模型构建模块,用于构建以总成本最小的目标函数,以及基于设备容量的约束条件;仿真模块,用于基于目标函数和约束条件,对初始规划模型进行时序仿真,获得初始规划模型的运行数据;修正模块,用于结合新能源接入对电网系统的影响因素以及运行数据,修正初始规划模型,获得最终规划模型,影响因素包括电网系统的安全系数。
[002本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新能源电网规划模型的构建方法,其特征在于,包括:获取新能源电网的初始规划模型,所述初始规划模型包括规划的总成本和设备容量;构建以所述总成本最小为目标的目标函数,以及基于所述设备容量的约束条件;基于所述目标函数和所述约束条件,对所述初始规划模型进行时序仿真,获得所述初始规划模型的运行数据;结合新能源接入对电网系统的影响因素以及所述运行数据,修正所述初始规划模型,获得最终规划模型,所述影响因素包括电网系统的安全系数。2.如权利要求1所述的新能源电网规划模型的构建方法,其特征在于,所述目标函数的表达式为:式中,FCG
g
表示候选发电机组的年化固定成本,icg
g
表示候选发电机组g是否投资,投资icg
g
为1,不投资icg
g
为0,FCL
ijc
表示候选线路ij的年化固定投资成本,ict
ijc
表示候选线路ij是否投资,投资ict
ijc
为1,不投资ict
ijc
为0,P
ω
表示场景概率,ω为场景编号,DUR
n
表示候选发电机组提供负荷的可持续时间,CV
g
表示候选发电机组的发电成本,表示候选发电机组的发电量,CF
g
表示候选发电机组的固定成本,表示候选发电机组是否运行,运行为1,不运行为0,CSU
g
表示候选发电机组的启动成本,表示候选发电机组是否启动,启动为1,不启动为0,CSD
g
表示候选发电机组的停机成本,表示候选发电机组是否停机,不停机为0,停机为1,CV
e
表示储能单元的可变成本,表示储能电源的充电量,CV
r
表示需求侧响应的成本,表示需求侧响应时购买电量,CENS表示失负荷价值,表示失负荷电量。3.如权利要求1所述的新能源电网规划模型的构建方法,其特征在于,所述约束条件包括备用容量约束,所述备用容量约束为常规候选发电机组、储能单元以及需求侧响应能够供给的负荷大于需求的负荷,所述备用容量约束的表达式为:
式中,表示常规候选发电机组应对负荷增加的运行备用,表示常规候选发电机组应对负荷降低的运行备用,表示需求侧响应时负荷增加的运行备用,表示需求侧响应时负荷降低的运行备用,表示储能单元应对负荷增加的运行备用,表示储能单元应对负荷降低的运行备用,表示负荷增加时运行备用的需求,表示负荷降低时运行备用的需求,a表示区域编号。4.如权利要求3所述的新能源电网规划模型的构建方法,其特征在于,所述约束条件包括容量裕度约束,所述容量裕度约束为候选发电机组能够供给峰值期的负荷,所述容量裕度约束的表达式为:式中,表示已有发电机组的最大功率,A
g
表示可信容量与实际容量值比,常规发电机组A
g
为1,新能源发电机组A
g
∈(0,0.5),icg
g
表示候选发电机组g是否投资,投资icg
g
为1,不投资icg
g
为0,表示候选发电机组的最大功率,PD
...

【专利技术属性】
技术研发人员:张倩茅谢婉莹秦梁栋魏玲徐田丰朱天曈刘禹含陈宇王骆
申请(专利权)人:国家电网有限公司中国电力企业联合会电力建设技术经济咨询中心
类型:发明
国别省市:

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