【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新能源发电，尤其涉及一种计及灵活性的煤-水-风-光协同发电系统优化运行方法。
技术介绍
1、近年来，随着环境义务、供电安全、新型发电技术演变、通信控制技术发展以及新市场的要求，世界范围内电力系统正发生着巨大变化。目前，人类的能源利用形式仍然以传统化石能源为主，但化石能源存在不可再生、环境污染严重等缺点，促使全球各国进行能源改革，追求低碳发展。中国作为最具有世界影响力的经济体之一，21世纪以来一直积极承担节能减排的重任。尤其在《巴黎协定》签署以后，中国作为减排的重要推动者，提出了富有挑战性的中长期减排目标。2020年我国“双碳”目标的提出，更是对中国高质量能源发展提出了新要求。自此，构建高比例可再生能源的新型电力系统成为实现“双碳”目标的必经之路。并且为了充分消纳可再生能源，提高传统能源的灵活性，研究多类型能源的协调运行技术十分必要。
2、目前，对多类型能源电力系统的灵活性运行的研究主要存在以下不足：(1)并未系统性地建立包含风、光、水、火等多种能源资源的统一互补耦合数学模型，同时针对多种类型电源之间协同互补的研究较少，而且还缺乏能够定量评价多时空尺度、多能源电力系统的灵活性评价指标和协调调控方法。(2)在多能系统电源建模及互补特性方面，国内建立了可再生能源系统的单一模型，但可再生能源模型与传统电源模型相容度不高，且利用机组运行提高可再生能源消纳的机理尚不清晰。(3)在含多类能源的电力系统运行研究中多采用资源配合和容量存储两种方法优化机组运行情况，以达到减少运行成本、提高风光消纳率等目的。从灵活性的角度分
技术实现思路
1、本专利技术公开了一种计及灵活性的煤-水-风-光协同发电系统优化运行方法，拟解决
技术介绍
中提到的目前电力系统中存在的灵活性不足问题，即对多类型电力系统的灵活性刻画不够全面，导致目前多能源电力系统运行灵活性缺失的技术问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种计及灵活性的煤-水-风-光协同发电系统优化运行方法，包括以下步骤：
4、步骤1：构建煤-水-风-光协同发电系统，建立煤-水-风-光协同发电系统出力模型；所述煤-水-风-光协同发电系统出力模型包括：煤电出力模型、水电出力模型、风电出力模型、光伏出力模型；
5、所述步骤1具体包括：
6、1.1：基于煤电组运行数据构建煤电出力模型，公式如下：
7、
8、式中：ptcp表示t时刻煤电机组输出功率；表示煤电机组最小技术出力水平；表示煤电机组最大技术出力水平；
9、1.2：基于水电组运行数据，构建水电出力模型，公式如下：
10、php,t＝ahp×qt2+bhp×qt+chp；
11、式中：php,t为t时刻水电机组输出功率；ahp、bhp、chp分别为水电机组的水能-电能转换系数；qt为t时刻水电站的发电流量；
12、1.3：基于风电组运行数据，构建风电出力模型，包括：
13、
14、
15、式中：vt表示t时刻风机轮毂的风速；vwind,t表示t时刻测风点的风速；h表示轮毂高度；hw表示测风点高度；ptwp表示t时刻风电机组输出功率；pwn表示风电机组额度功率；vin表示切入风速；vr表示额定风速；vout表示切出风速；
16、1.4：基于光伏组运行数据，构建光伏出力模型，公式如下：
17、
18、
19、式中：ptpv为t时刻光伏电池组的出力功率；lsolar,t为t时刻光伏电池所处区域的太阳辐射强度，单位为kw/m2；m为光伏电池的降容系数；ppvn为光伏电池处于标准测试条件下的标称功率；α为功率温度系数，取值-0.0045/℃；tc,t为t时刻光伏电池组工作的实际温度；tstc为光伏电池组工作标准温度：25℃；ttemp,t为t时刻光伏电池所处环境温度；noct为光伏电池组标称温度：46.5℃。
20、步骤2：对煤-水-风-光协同发电系统出力模型进行灵活性量化分析，建立采用灵活性供需平衡工作模式的计及灵活性的多源发电模型；
21、所述计及灵活性的多源发电模型包括灵活性资源模型、灵活性需求模型、灵活性改造模型以及灵活性裕度模型；
22、所述灵活性资源模型的建立步骤如下：
23、a1:基于煤电机组在t时刻的出力水平确定电机组向上灵活性资源ftcp,u和向下灵活性资源ftcp,d，具体公式如下：
24、
25、
26、式中，上标u和d代表灵活性或爬坡的上下方向；符号f和p代表灵活性和有功功率；式中，上标u和d代表灵活性或爬坡的上下方向；符号f和p代表灵活性和有功功率；为煤电机组n最大技术出力水平、为煤电机组n最小技术出力水平、为煤电机组n在第t时刻时的发电功率、为煤电机组n向上爬坡速率、为煤电机组n向下爬坡速率、ncp为煤电机组总台数、δt为爬坡时间间隔。
27、a2:基于水电机组在t时刻的出力水平确定水电机组向上灵活性资源fthp,u和水电机组向下灵活性资源fthp,d，具体公式如下：
28、
29、
30、式中，fthp为水电机组提供的灵活性资源总量；
31、a3:基于需求侧响应在t时刻接入负荷和接出负荷的功率确定需求侧响应提供的向上灵活性资源ftl,out,u和需求侧响应提供的向下灵活性资源ftl,in,d，具体公式如下：
32、
33、
34、式中，ftl,in为ftl,out接入和接出负荷提供的灵活性资源量；和分别代表可接出和可接入负荷最大量；ptl,out和ptl,in分别代表接出负荷和接入负荷在第t时刻接出和接入电网的功率。
35、a4:联立(1)-(6)确定灵活性资源模型为：
36、fts,u＝ftcp,u+fthp,u+ftl,out,u； (7)
37、fts,d＝ftcp,d+fthp,d+ftl,in,d； (8)
38、式中：fts为t时刻的灵活性资源量。
39、所述灵活性需求模型的建立步骤如下：
40、b1:基于负荷相邻时刻的功率值确定负荷波动ftl，具体公式如下：
41、
42、b2:基于风电机组和光伏机组相邻时刻的出力确定风电机组出力波动ftwp和光伏机组出力波动ftpv，具体公式如下：
43、
44、
45、b3:基于风电机组和光伏机组的实际出力ptwp,real和预测出力ptwp,pre确定风电机组误差
46、δftwp和光伏机组出力误差δftpv，体公式如下：
47、
48、
49、b4:联立本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种计及灵活性的煤-水-风-光协同发电系统优化运行方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种计及灵活性的煤-水-风-光协同发电系统优化运行方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：
3.根据权利要求1所述的一种计及灵活性的煤-水-风-光协同发电系统优化运行方法，其特征在于，所述灵活性资源模型的建立步骤如下：
4.根据权利要求3所述的一种计及灵活性的煤-水-风-光协同发电系统优化运行方法，其特征在于，所述灵活性需求模型的建立步骤如下：
5.根据权利要求4所述的一种计及灵活性的煤-水-风-光协同发电系统优化运行方法，其特征在于，所述灵活性改造模型是基于1.1中的煤电出力模型，通过降低煤电机组的技术出力下限以实现电力系统灵活性提高的技术，其具体模型为：
6.根据权利要求5所述的一种计及灵活性的煤-水-风-光协同发电系统优化运行方法，其特征在于，步骤2中所述灵活性供需平衡工作模式包括：
7.根据权利要求1所述的一种计及灵活性的煤-水-风-光协同发电系统优化运行方法，其特征在于，步骤3中所述的煤-水
8.根据权利要求1所述的一种计及灵活性的煤-水-风-光协同发电系统优化运行方法，其特征在于，步骤5中，所述日内优化运行模型为：
9.根据权利要求1所述的一种计及灵活性的煤-水-风-光协同发电系统优化运行方法，其特征在于，步骤6中所述的煤-水-风-光协同发电系统日前优化运行模型，以系统运行成本最小为运行目标，进行单目标粒子群算法优化，优化变量为煤电出力、水电出力、风电出力、光伏出力、灵活性改造规划、机组组合计划以及系统灵活性裕度；
10.根据权利要求9所述的一种计及灵活性的煤-水-风-光协同发电系统优化运行方法，其特征在于，所述多目标粒子群算法Pareto解集中的每个Pareto最优解对应的目标函数值模糊关系为：
...【技术特征摘要】
1.一种计及灵活性的煤-水-风-光协同发电系统优化运行方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种计及灵活性的煤-水-风-光协同发电系统优化运行方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：
3.根据权利要求1所述的一种计及灵活性的煤-水-风-光协同发电系统优化运行方法，其特征在于，所述灵活性资源模型的建立步骤如下：
4.根据权利要求3所述的一种计及灵活性的煤-水-风-光协同发电系统优化运行方法，其特征在于，所述灵活性需求模型的建立步骤如下：
5.根据权利要求4所述的一种计及灵活性的煤-水-风-光协同发电系统优化运行方法，其特征在于，所述灵活性改造模型是基于1.1中的煤电出力模型，通过降低煤电机组的技术出力下限以实现电力系统灵活性提高的技术，其具体模型为：
6.根据权利要求5所述的一种计及灵活性的煤-水-风-光协同发电系统优化运行方法，其特征在于，步骤2中所述灵活性供需平...
【专利技术属性】
技术研发人员：周泓，陶宇轩，王庆，
申请(专利权)人：国家电网有限公司西南分部，
类型：发明
国别省市：
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