[發明專利]一種優化安排能源基地外送通道的送電方法

在審

• 申請號: 201710507744.6
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107330551A
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 田鑫;李雪亮;牛新生;趙龍;王艷;鄭志杰;劉曉明;付一木;魏佳;張麗娜;高效海;王軼群;孫東磊;楊斌
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司經濟技術研究院;國家電網公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司37105
• 代理人: 鄭憲常

技術領域

本發明涉及電網規劃和運行領域，尤其是一種優化安排能源基地外送通道的送電方法。

背景技術

碳排放流的核心理念在于電能生產過程中所產生的碳排放成本應由用電環節承擔，從用戶側實現電力消費對應碳排放的計量，以此明確各區域在存在電力交換情況下的低碳發展責任與貢獻。碳流分析為跨區電能的輸送貼上了“碳標簽”，重新界定碳排放成本的分配，有利于調動消費者的低碳積極性，從根本上促進低碳電力的發展。相關分析理念在國內外及多個行業領域得到了廣泛關注。以錫盟地區“風火互濟”送電至山東為例，采用傳統宏觀統計法時，送入電量均可視為減少了等量受端火電需發電量，由典型火電碳排放系數可計算受端實現的碳減排量，而采用碳排放流的分析理念時，送端僅風電的送入可對受端的碳減排做出貢獻，而火力發電所產生的碳排放將隨通道有功潮流“流動”至受端，計入受端系統的碳排放總量，由此不能計作低碳效益。采用碳排放流的分析及統計方法，可激發受端電網消納區外低碳電力的積極性，進而促進電力系統整體低碳化的發展。

傳統的系統優化模型中，發電環節的決策變量均基于單臺機組，模型多為混合整數非線性類型，以0-1整數變量表示機組的擴展或啟停狀態，然而實際系統中已投運及待建機組數目較多，顯著增加了優化模型復雜度及決策變量的個數。

隨著特高壓電網的建設，各區域電網之間逐漸通過交、直流特高壓線路實現互聯。特高壓電網的建設一方面可以解決我國500kV電網輸電能力不足、輸電走廊緊張等問題，另一方面則是為了實現大區域范圍內能源資源的優化配置。現有區間聯絡線的功率控制模式一般為定頻率、定交換功率及聯絡線偏差控制模式。對于大型電網間的聯絡線，傳統模式便于各區域電網的分散控制，有利于維持系統的安全穩定運行。然而對于大型能源基地的送出線路，尤其是非化石能源基地直送負荷中心的特高壓線路，傳統的聯絡線功率控制模式不再滿足低碳發展模式的需求，需做進一步優化探討。

我國內陸大部分地區受白天日照影響，離地30米以上高空風資源多呈現夜間風大、白天封校的特征，使得風電出力多具有反調峰特性。在風火互濟送出系統中，傳統功率控制模式不能充分適應風電出力的波動性及反調峰特性，可能出現棄風，造成低碳資源浪費。

發明內容

本發明的目的是提供一種優化安排能源基地外送通道的送電方法，充分考慮系統風電消納的需求，在當前電力系統低碳化發展的趨勢下具有更強的靈活性和適用性。

為實現上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種優化安排能源基地外送通道的送電方法，建立節能低碳發展的送點模式優化模型，模型的決策變量由單個機組提升至一類型機組；將受端系統簡化為單個節點，忽略受端電網的網架及損耗，外區送電通道、受端各類型機組及負荷均接在同一節點；在發電機組投運計劃的基礎上，將各類機組各時刻的出力作為決策變量；對每一單位的碳排放均賦予一定的經濟成本，并將其與系統的總運行成本相結合共同作為優化目標；

送受端系統的聯合優化模型以系統的總運行成本最小為目標函數，系統的運行成本主要包括發電成本及碳排放成本，即：

式中，Ω_T為優化時段集合；Ω_K為機組類型集合；表示第k類機組的單位發電成本；c^C表示單位碳排放的經濟成本；e_k表示第k類機組單位發電產生的碳排放；分別表示輸電通道送端和受端第k類機組在第t時刻的有功出力，上標E和I分別表示送端及受端系統；Δt表示模型考慮的基本時間間隔。

進一步地，輸電通道送端第k類機組在第t時刻的有功出力和輸電通道受端第k類機組在第t時刻的有功出力滿足的系統電力平衡約束條件為：

式中，σ_L為輸電通道的線損率，D_t為受端系統在第t時刻的負荷。

進一步地，輸電通道第k類機組滿足的爬坡約束為：

式中，分別為表示第k類機組升、降出力能力的爬坡率，上標max表示各類型機組的裝機容量。

進一步地，對于火電、核電及具有一定調節能力的蓄水式水電站常規發電技術，其發電出力應在機組的允許最低出力及最大裝機容量之間，即

式中，上標min表示各類型機組的最小出力；

對于風電、光伏及徑流式水電站非常規發電技術，其最小出力可降至零，最大出力則由一次資源條件決定，機組出力應受可用資源限制，即