[發明專利]一種提升風電消納的柔性負荷優化調度方法

有效

• 申請號: 201710577340.4
• 申請日: 2017-07-15
• 公開（公告）號: CN107204632B
• 公開（公告）日: 2019-10-22
• 發明（設計）人: 李軍徽;邢志同;穆鋼;嚴干貴;范興凱
• 申請（專利權）人: 東北電力大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/46;H02J3/28
• 代理公司: 吉林市達利專利事務所 22102
• 代理人: 陳傳林

本發明涉及一種提升風電消納的柔性負荷優化調度方法，其特點是，在電?熱能源綜合調度的基礎上，分析柔性負荷消納風電系統構成及運營規則；在考慮電?熱能源綜合調度約束條件和柔性負荷運行約束條件下，建立包含柔性負荷的電網調度模型，分析不同作用方式下風電接納情況，具有科學合理，適用性強，效果佳等優點。

技術領域

本發明涉及風力發電技術領域，是一種提升風電消納的柔性負荷優化調度方法。

背景技術

中國東北、華北和西北地區，即“三北”地區風能資源豐富，風電裝機容量呈爆發式增長，截止2016年底，風電累計并網裝機容量1.49億千瓦，約占發電裝機容量的9％。風電快速發展的同時，棄風問題日益突出，中國風能資源豐富的“三北”地區由于系統調峰不足等原因，導致電網棄風嚴重，成為制約風電發展的主要瓶頸。研究表明：供熱期負荷低谷時段，熱電機組調峰裕度為額定容量的20％，嚴重擠壓風電上網空間，導致大量棄風；供熱期棄風電量約占全年棄風電量93％，且風電滲透率與熱負荷水平較高、電負荷水平較低是目前影響風電消納的主要因素。

根據當前中國“三北”地區嚴重棄風問題，通過引入柔性負荷來提高系統運行靈活性，提高風電消納。因此，提出一種提升風電消納的柔性負荷優化調度方法，可為制定有效風電消納措施提供理論指導。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種科學合理，適用性強，效果佳，能夠有效提升風電消納的柔性負荷優化調度方法。

解決其技術問題所采用的技術方案是：一種提升風電消納的柔性負荷優化調度方法，其特征是，在電-熱能源綜合調度的基礎上，分析柔性負荷消納風電系統構成及控制策略；在考慮電-熱能源綜合調度約束條件和柔性負荷運行約束條件下，建立包含柔性負荷的電網調度模型，分析不同作用方式下風電接納情況，具體包括的內容是：

1)柔性負荷消納風電系統構成與控制策略

(a)柔性負荷消納風電系統構成

柔性負荷主要是指用電量可在指定區間內變化或在不同時間段轉移的負荷，其中，儲熱式電鍋爐通過配置儲熱裝置，棄風時段電鍋爐滿足供熱的同時進行儲熱，非棄風時段儲熱放熱，實現能量在時間上的轉移；電池儲能系統利用其響應速度快、能量雙向流動，能夠實時響應電網調度指令進行充放電；通過負荷側引入儲熱式電鍋爐和電池儲能作為柔性負荷用于提高風電接納；

(b)柔性負荷消納風電控制策略

由于儲熱式電鍋爐存在供熱約束，因此，將其作為風電消納主體，電池儲能協調動作；電池儲能協調儲熱式電鍋爐的分時段運行控制策略為：以22時至次日22時作為一個調度周期，起始調度時間為負荷低谷時段；初始低谷時段，電鍋爐動作供熱同時儲熱，儲熱量滿足峰平時段熱負荷需求，棄風不足則消納火電電量；低谷時段系統中還存在棄風時，電池儲能動作進行充電消納棄風；峰平時段儲熱動作滿足熱負荷需求，電池儲能為增加峰谷價差收益，其主要在尖峰時段放電至初始荷電狀態，且電池儲能峰平時段不充電；

2)包含柔性負荷的電網調度模型

(a)調度模型目標函數

含風電電網經濟調度以系統發電成本最小為調度目標，但棄風嚴重；因此，為提高風電消納水平，目標函數中增加考慮棄風成本及常規機組污染排放的懲罰函數；該目標函數在增加風電消納的同時對環境保護意義重大，柔性負荷調峰補償成本由系統內部常規火電、熱電機組與風電場分攤，所以，目標函數中不計及補償費用，因此，目標函數為(1)式：

式中，S目標函數；S_c(i,t)火電機組發電成本函數；S_e(k,t)熱電聯產機組發電成本函數；M、N各類機組臺數；λ棄風成本懲罰系數；P_w,qf(t)為t時刻棄風功率；β污染排放懲罰系數；S_p(t)污染排放懲罰函數；T調度時間；