[發(fā)明專利]一種適于高比例可再生能源發(fā)展的能源電力規(guī)劃方法

在審

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• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN107591830A
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 焦冰琦;王耀華;張富強(qiáng);馮君淑;伍聲宇
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)能源研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/28
• 分類號: H02J3/28;H02J3/46
• 代理公司: 北京恒冠智創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11543
• 代理人: 馬東瑞

1.一種適于高比例可再生能源發(fā)展的能源電力規(guī)劃方法，其特征在于，所述規(guī)劃方法包括以下步驟：

S1、獲取電源現(xiàn)狀及發(fā)展相關(guān)數(shù)據(jù)、電網(wǎng)現(xiàn)狀及發(fā)展相關(guān)數(shù)據(jù)、發(fā)電能源資源稟賦相關(guān)數(shù)據(jù)與能源電力發(fā)展政策相關(guān)數(shù)據(jù)；獲取規(guī)劃期最大負(fù)荷數(shù)據(jù)；獲取規(guī)劃期風(fēng)速、光照強(qiáng)度、負(fù)荷全年小時級數(shù)據(jù)；其中，

電源現(xiàn)狀及發(fā)展相關(guān)數(shù)據(jù)包括各類電源現(xiàn)役機(jī)組的容量、投產(chǎn)年份、運(yùn)行壽命、最大與最小出力限制、置信系數(shù)、單位容量固定運(yùn)維費(fèi)用、單位度電可變運(yùn)維費(fèi)用、單位度電排放成本、單位度電碳排放系數(shù)，規(guī)劃期新增機(jī)組的容量范圍、運(yùn)行壽命、最大與最小出力限制、置信系數(shù)、單位容量造價、單位容量固定運(yùn)維費(fèi)用、單位度電可變運(yùn)維費(fèi)用、單位度電排放成本、單位度電碳排放系數(shù)、單位容量殘值系數(shù)，對于儲能還包括最大或最小存儲容量系數(shù)、初始存儲容量系數(shù)、發(fā)電效率和蓄能效率；

電網(wǎng)現(xiàn)狀及發(fā)展相關(guān)數(shù)據(jù)包括跨省或區(qū)輸電現(xiàn)役通道的容量、輸電距離、最大與最小出力限制、置信系數(shù)、單位容量單位距離固定運(yùn)維費(fèi)用、單位容量單位距離可變運(yùn)維費(fèi)用，規(guī)劃期新增輸電通道的容量范圍、輸電距離、最大或最小出力限制、置信系數(shù)、單位容量單位距離造價、單位容量單位距離固定運(yùn)維費(fèi)用、單位容量單位距離可變運(yùn)維費(fèi)用；

發(fā)電能源資源稟賦相關(guān)數(shù)據(jù)包括各類發(fā)電能源規(guī)劃期生產(chǎn)量、調(diào)入量、調(diào)出量、進(jìn)口量、其他行業(yè)使用量、最大容量因子和最小容量因子；

能源電力發(fā)展政策相關(guān)數(shù)據(jù)包括規(guī)劃期系統(tǒng)備用系數(shù)、碳排放上限、能源消費(fèi)總量、除電力外其他行業(yè)能源消費(fèi)總量、非化石能源占一次能源消費(fèi)比重、非化石能源非發(fā)電規(guī)模、非化石能源發(fā)電量占全部發(fā)電量的比重下限、棄能率上限、貼現(xiàn)率；

風(fēng)光荷的全年小時級數(shù)據(jù)分別是指風(fēng)速、光照強(qiáng)度或負(fù)荷按相同時間屬性排序得到的至少一年的全年小時級數(shù)據(jù)；

S2、基于全年小時級數(shù)據(jù)，聚類構(gòu)建風(fēng)光荷聯(lián)合場景集；

S3、基于所述風(fēng)光荷聯(lián)合場景集，以規(guī)劃期全社會電力供應(yīng)總成本最小為優(yōu)化目標(biāo)，考慮電力系統(tǒng)規(guī)劃與運(yùn)行相耦合的約束條件，構(gòu)建多區(qū)域、多場景能源電力發(fā)展規(guī)劃模型；

S4、根據(jù)優(yōu)化算法求解規(guī)劃模型；

S5、確定電源建設(shè)、電力流方案及運(yùn)行統(tǒng)計信息。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述規(guī)劃期內(nèi)全社會電力供應(yīng)總成本最小的具體公式如下：

minΣz∈ZΣt∈T[Cz,tI(1+rz)t-1+1(1+rz)t(Cz,tOM+Cz,tF+Cz,tC-Cz,tS)]]]>

式中，Z和T分別表示劃分區(qū)域集和規(guī)劃期水平年集，下標(biāo)z和t分別標(biāo)識相應(yīng)區(qū)域和水平年；r_z表示貼現(xiàn)率；表示區(qū)域z第t個水平年的投資成本，表示區(qū)域z第t個水平年的運(yùn)維成本，表示區(qū)域z第t個水平年的燃料成本，表示區(qū)域z第t個水平年的排放成本，表示區(qū)域z第t個水平年的設(shè)備殘值；各子項計算具體如下式：

Cz,tI=Σm∈MzΣi∈Mz,mcz,t,m,iNG·Xz,t,m,iNG+Σl∈LzScl,tNL·Dl,tL·Xl,tNL]]>

式中，M_z表示區(qū)域z的電源類型集，M_z,m表示區(qū)域z中第m類電源的機(jī)組集，表示起點(diǎn)在區(qū)域z的跨區(qū)通道集，表示區(qū)域z在水平年t的電源m機(jī)組i的新增電源單位容量造價；表示區(qū)域z在水平年t的電源m機(jī)組i的新增規(guī)模，表示起點(diǎn)在區(qū)域z的跨區(qū)通道l在水平年t通道單位容量單位距離造價，表示起點(diǎn)在區(qū)域z的跨區(qū)通道l在水平年t的輸電距離，表示起點(diǎn)在區(qū)域z的跨區(qū)通道l在水平年t的新增容量；

Cz,tOM=Σm∈MzΣi∈Mz,mcz,t,m,iGF·Xz,t,m,iG+Σm∈MzΣi∈Mz,mcz,t,m,iGV·Ez,t,m,iG+Σl∈LzScl,tLF·Dl,tL·Xl,tL+Σl∈LzScl,tLV·Dl,tL·El,tL]]>

式中，分別表示區(qū)域z在水平年t的電源m機(jī)組i的總裝機(jī)；表示區(qū)域z在水平年t的電源m機(jī)組i的年發(fā)電量；分別表示區(qū)域z在水平年t的電源m機(jī)組i的電源單位容量固定運(yùn)維費(fèi)用與度電可變運(yùn)維費(fèi)用；表示起點(diǎn)在區(qū)域z的跨區(qū)通道l在水平年t的總?cè)萘浚环謩e表示起點(diǎn)在區(qū)域z的跨區(qū)通道l在水平年t的跨區(qū)通道單位容量單位距離固定運(yùn)維費(fèi)用與度電可變運(yùn)維費(fèi)用；表示起點(diǎn)在區(qū)域z的跨區(qū)通道l在水平年t的交換電量；

Cz,tF=Σm∈MzΣi∈Mz,mcz,t,m,iF·Ez,t,m,iG]]>

式中，表示區(qū)域z在水平年t的電源m機(jī)組i的單位度電燃料成本；

Cz,tC=Σm∈MzΣi∈Mz,mcz,t,m,iC·Ez,t,m,iG]]>

式中，表示區(qū)域z在水平年t的電源m機(jī)組i的單位度電排放成本；

Cz,tS=Σm∈MzΣi∈Mz,mcz,t,m,iS·Xz,t,m,iRG]]>

式中，表示區(qū)域z在水平年t的電源m機(jī)組i的單位容量殘值系數(shù)，表示區(qū)域z在水平年t的電源m機(jī)組i的退役規(guī)模。