[發明專利]一種新能源接納能力優化仿真系統

在審

• 申請號: 201710344435.1
• 申請日: 2017-05-16
• 公開（公告）號: CN107276115A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 劉芳;曹欣;王鐵強;楊智策;王強;孫辰軍;王玨;王鑫明;楊曉東
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網河北省電力公司;中國科學院計算機網絡信息中心
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/46
• 代理公司: 北京億騰知識產權代理事務所11309
• 代理人: 陳霽

技術領域

本發明涉及電力技術領域，特別涉及一種新能源接納能力優化仿真系統。

背景技術

我國新能源發電發展迅速，但在新能源發電裝機爆發性增長的同時，新能源滲透能力與系統運行方式之間的協調優化問題卻沒有得到解決。受低谷調峰、斷面送出能力、系統潮流、電壓、電能質量等諸多因素的困擾，為保證電力系統安全穩定運行，新能源發電受限現象嚴重。大規模隨機性新能源中期運行優化是從中長期的尺度，研究在給定的裝機容量，并滿足系統的平衡約束和常規機組的相關約束條件下，最大化新能源的接納能力。研究大規模隨機性新能源中期運行優化及其并行化技術，能夠填補目前在新能源發電中期優化運行計算以及新能源規劃布局方面的支撐技術空白。在以火電占電源結構較大比重，冬季供熱需求巨大，新能源電站建設周期與配套線路建設周期不匹配的大背景下，從更長的時間尺度上去協調優化運行新能源發電是非常有必要的。

發明內容

本發明的目的是針對目前由于傳統機組組合建?；痣姍C組啟停機過于頻繁的問題導致新能源發電受限現象嚴重的情況，設計了一種新能源接納能力優化仿真系統，通過求解該系統的數學模型，提高了模型運算效率，可以獲得新能源的最大輸出功率。

為實現上述目的，本發明提供了一種新能源接納能力優化仿真系統。

所述系統的數學模型包括：

TP(t，j)＝TP_min(t,j)·X(t,j)+P(t,j)及

其中，newenergy(t)＝windpower(t)+pvpower(t)，newenergy(t)為t時間段內一個地區新能源的總輸出功率，windpower(t)為t時間段內一個地區風電的總輸出功率，pvpower(t)為t時間段內一個地區光電的總輸出功率；TP(t,j)為第j臺所述常規機組t時段內輸出的總功率，t以小時為單位；TP_min(t,j)為第j臺所述常規機組t時段內的最小輸出功率，其值是固定的；P(t,j)為第j臺所述常規機組t時段內的有效輸出功率；X(t,j)為第j臺所述常規機組t時段內的運行狀態，為二進制變量，當其值為0時表示所述常規機組已停機，當其值為1則表示所述常規機組正在運行；Y(t,j)為第j臺所述常規機組t時段內的啟動狀態，為二進制變量，當其值為0時表示所述常規機組不在啟動狀態，當其值為1時表示所述常規機組正在啟動；Z(t,j)為第j臺所述常規機組t時段內的停機狀態，為二進制變量，當其值為0時表示所述常規機組不在停機狀態，當其值為1時表示所述常規機組正在停機。

進一步地，所述常規機組的爬坡功率及平均功率的約束表達式為：

其中，TP_max(t,j)為第j臺所述常規機組的最大輸出功率，其值是固定的；UpRamp(j)、DownRamp(j)分別為第j臺所述常規機組的上爬坡率及下爬坡率。

進一步地，所述常規機組的最小啟機時間及最小停機時間的約束表達式為：

其中，k由所述機組最小啟機或停機時間的大小決定；Y(t,j)為第j臺所述常規機組t時段內的啟動狀態，當其值為0時表示所述常規機組不在啟動狀態，當其值為1時表示所述常規機組正在啟動；Z(t,j)為第j臺所述常規機組t時段內的停機狀態，當其值為0時表示所述常規機組不在停機狀態，當其值為1時表示所述常規機組正在停機。

進一步地，所述常規機組啟停狀態及運行狀態的約束表達式為：

進一步地，所述常規機組包括凝氣式火電機組、背壓式火電機組、抽氣式火電機組及水庫式水電機組。

進一步地，所述水庫式水電機組在一定周期內總的發電量的約束表達式為：

其中，Electricity_max、Electricity_min分別為一定周期內水電機組發電量上限及下限，k由水電機組發電周期的大小決定。

進一步地，所述背壓式火電機組在一定周期內總的發電量的計算公式為：

TP_BY(t,j)＝C_b(j)·H(t,j)

其中，C_b(j)為電熱比系數，H(t,j)為第j臺機組t時間段內發出的熱量。

進一步地，整個所述機組的發電量的約束表達式為：