[發明專利]一種風光火儲協調優化運行方法

有效

• 申請號: 201811376350.2
• 申請日: 2018-11-19
• 公開（公告）號: CN109245180B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 別朝紅;趙子嫣;王燦;潘超瓊;王金浩
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46;H02J3/28
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

一種風光火儲協調優化運行方法，首先獲得火電機組、背壓式熱電聯產機組及抽汽式熱電聯產機組開機狀態序列，其次獲得風電機組及光伏機組可用功率序列，然后以電力系統運行成本最小為目標，考慮電力系統實時功率平衡約束、機組功率約束、火電機組爬坡約束、熱電聯產機組供熱約束、抽水蓄能電站約束及電力系統備用約束，建立風光火儲協調運行模型，最后，對不同模擬時段內電力系統狀態求解風光火儲協調運行模型，得到機組功率安排；若模型不存在可行解，則引入棄風功率及棄光功率，對風光火儲協調運行模型修改后再進行求解；本發明實現以電力系統運行成本最小的風光火儲協調優化運行，能夠為電力系統運行和調度提供指導。

技術領域

本發明屬于電力系統新能源消納領域，尤其是含多類型電源的電力系統新能源消納問題，具體涉及一種風光火儲協調優化運行方法。

背景技術

近年來，新能源發電發展迅速，新能源裝機容量在系統中所占比重不斷增大。但由于新能源發電具有波動性、隨機性和間歇性的特點，新能源大規模并網給系統調節能力帶來巨大挑戰，造成火電機組頻繁啟停和棄風、棄光等問題。抽水蓄能機組作為一種儲能設備，在系統削峰填谷、調頻和黑啟動方面發揮著重要作用，抽水蓄能機組與風力發電聯合運行，已成為電力系統中解決新能源消納問題重要的策略之一。

在我國北方地區，冬季供暖期熱電聯產機組“以熱定電”的運行限制了機組的調峰能力，為新能源消納帶來問題。目前多電源并存的協調運行模型未考慮熱電聯產機組給電力系統帶來的限制，而且現有的電力系統多源協調運行研究大多僅考慮風電機組與抽水蓄能電站協調運行，隨著光伏電站裝機容量的不斷增大，光伏發電量在總發電量中所占的比重不斷提高，因此有必要研究風電場、光伏電站、火電廠和抽水蓄能電站協調運行的電力系統運行方式。

發明內容

針對電力系統現有多電源協調運行方法的不足，本發明的目的在于提出一種風光火儲協調優化運行方法，本發明針對含風電、光伏、抽水蓄能、常規火電和熱電的多電源電力系統，考慮抽水蓄能電站的運行特性、熱電聯產機組的熱電耦合關系及風電和光伏的消納情況，對火電機組功率、背壓式熱電聯產機組供電功率及供熱功率、抽汽式熱電聯產機組供電功率及供熱功率、抽水蓄能電站抽水功率或發電功率進行安排，實現以電力系統運行成本最小的風光火儲協調優化運行，能夠為電力系統運行和調度提供指導。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種風光火儲協調優化運行方法，包括以下步驟：

1)輸入原始數據，包括電力系統電負荷數據、熱負荷數據、火電機組強迫停運率及平均修復時間、背壓式熱電聯產機組強迫停運率及平均修復時間、抽汽式熱電聯產機組強迫停運率及平均修復時間、歷史風速數據及歷史太陽輻照度數據；定義最大模擬周期數D_max和一個模擬周期內最大模擬時段數T_max，且設定模擬周期D＝1，模擬時段T＝1；

2)基于狀態持續時間采樣法獲得模擬周期D內火電機組開機狀態序列、背壓式熱電聯產機組開機狀態序列及抽汽式熱電聯產機組開機狀態序列；

3)基于逆變換法獲得模擬周期D內風電機組可用功率序列及光伏機組可用功率序列；

4)獲取模擬周期D的模擬時段T內的電力系統狀態，包括電負荷數據、熱負荷數據、火電機組開機狀態、背壓式熱電聯產機組開機狀態及抽汽式熱電聯產機組開機狀態、風電機組可用功率及光伏機組可用功率；

5)對步驟4)中的電力系統狀態求解風光火儲協調運行模型，若模型存在可行解，則說明模擬周期D的模擬時段T內電力系統能夠完全消納風電機組可用功率及光伏機組可用功率，進入步驟8)；若模型不存在可行解，說明模擬周期D的模擬時段T內電力系統不能完全消納風電機組可用功率及光伏機組可用功率，進入步驟6)；風光火儲協調運行模型由目標函數和約束條件組成，具體模型為：

5.1)目標函數