[發明專利]面向風電消納的電力系統調峰手段經濟性評估方法與系統

有效

• 申請號: 201710495212.5
• 申請日: 2017-06-26
• 公開（公告）號: CN107292766B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 元博;王耀華;張富強;馮君淑;鄭寬;張晉芳;閆曉卿;焦冰琦;伍聲宇;金艷鳴;王江波;白宏坤;葛延峰;張濤
• 申請（專利權）人: 國網能源研究院有限公司;國網河南省電力公司經濟技術研究院;國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: G06Q50/06
• 分類號: G06Q50/06;G06Q10/0639
• 代理公司: 北京八月瓜知識產權代理有限公司 11543
• 代理人: 馬東瑞

本發明公開了一種面向風電消納的電力系統調峰手段經濟性評估方法與系統，該方法包括以下步驟：獲取特定地區的特定時間內風電機組的時序理論出力、常規電源機組的運行特性和時序負荷需求；分別獲取現狀電力系統下風電場的棄風量與采用相應的調峰手段場景下風電場的棄風量；確定相應的棄風減少量并構建對應的成本模型與單位調峰成本；確定最佳調峰方案。本發明可以實現基于時序生產模擬獲取每種調峰手段下風電場棄風電量，建立每種調峰手段成本模型，進而構建經濟性評價指標量化評估不同調峰手段對改善系統風電消納的效果，得到成本效益最佳的調峰手段，對電力系統適應新能源高效消納，提高電網調峰能力具有較好的實際指導意義和應用價值。

技術領域

本發明涉及電力模擬分析的技術領域，具體涉及面向風電消納的電力系統調峰手段經濟性評估方法與系統。

背景技術

目前，風力發電是系能源發電中技術最成熟、最具規模化開發條件和商業化發展前景的發電方式之一。隨著風電在電源結構中的比例不斷增大，其對電力系統安全穩定運行的影響日益顯著。部分地區風電發展與系統安全運行的矛盾日益顯現，棄風現象不斷出現，風電消納已經成為影響中國風電健康發展的關鍵問題。

由于電網的調峰能力不足，導致風電消納受限，因此風電利用水平較低，利用小時數較少。影響風電消納的因素可以歸為以下兩個方面：

1)消納能力方面，決定一個地區風電消納能力的只要因素包括系統調節能力、電網輸電能力等。

2)消納水平方面，主要包括風電并網技術性能、風電調度水平等，是否采用相關電力系統調峰手段決定了在現有客觀條件下能否實現風電最大化消納。

解決風電消納的發展難題，需要從電源、電網、用戶等多個環節入手。目前提高電力系統風電消納的調峰手段主要包括：一是新建風電外送通道，擴大風電消納配置范圍；二是電源側加強調峰能力的建設，提高抽水蓄能、燃氣電站等電源比例；三是推動常規電源機組調峰能力的改造；四是用戶側要增加靈活需求響應，將具有可調節和可中斷的高載能負荷參與電網調控，增強風電就地消納能力。

電力系統生產模擬是在未來的負荷曲線下，考慮電力負荷的隨機波動和隨機停運，利用計算機模擬電力系統的發電調度，預測各發電機組的發電量及燃料耗量，分析發電成本和評估系統的供電可靠性，從而計算出最優運行方式下各電廠的發電量、系統的生產成本及系統的可靠性指標的算法，它廣泛應用于電力系統電源和電網規劃以及可靠性評估等。

但目前尚沒有提出相關合適的指標和方法來量化評估某種調峰手段對改善系統風電消納的影響，也沒有提出具體的方法進行分析。

發明內容

本發明提出一種面向風電消納的電力系統調峰手段經濟性評估方法，基于經濟性評價指標獲取最佳的調峰手段，提高系統風電消納能力。為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是提供了一種面向風電消納的電力系統調峰手段經濟性評估方法，包括以下步驟：

獲取特定地區的特定時間內風電機組的時序理論出力P_F、常規電源機組的運行特性和時序負荷需求P_L；基于時序生產模擬分別獲取現狀電力系統下風電場的棄風量Q_B，獲取采用相應的調峰手段M_i場景下風電場的棄風量Q_Mi，并確定相應的棄風減少量Q_B-Q_Mi；構建每種調峰手段M_i對應的成本模型C_Mi；構建每種調峰手段M_i的經濟性評價指標，即減少單位棄風電量的單位調峰成本λ_i，λ_i＝C_Mi/(Q_B-Q_Mi)；單位調峰成本λ_i數值最小的即為最佳調峰方案，其中i＝1,2,3...n。

在上述方法中，所述風電機組的時序理論出力P_F具體如下式：