[發明專利]一種以新能源為核心的調峰方法

有效

• 申請號: 201910846876.0
• 申請日: 2019-09-06
• 公開（公告）號: CN110676885B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 薛晨;任景;馬曉偉;張振宇;崔偉;張小東;劉友波
• 申請（專利權）人: 國家電網有限公司西北分部
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46;H02J3/00;H02J3/28;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 成都時譽知識產權代理事務所(普通合伙) 51250
• 代理人: 李雙

1.一種以新能源為核心的調峰方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1，考慮新能源出力不確定度、預測偏差概率的新能源出力預測模型和考慮正向偏差所帶來的棄風棄光成本與負向偏差所導致的額外備用成本的模型，構建考慮新能源不確定性的調峰備用模型；

S2，考慮柔性負荷參與調峰備用的模型與儲能參與調峰備用的模型，構建考慮虛擬儲能參與的調峰備用模型；

S3，考慮火電機組的啟停成本、調峰成本、經濟效益的深度調峰補償機制與火電機組深度調峰參與調峰備用的模型，構建考慮火電深度調峰階梯補償機制的調峰備用模型；

S4，考慮以發電側正負備用容量成本、棄風棄光損失成本以及負荷損失成本為基礎，構建新能源不確定性的調峰備用模型、虛擬儲能參與的調峰備用模型以及火電深度調峰階梯補償機制的調峰備用模型共同組成的調峰備用決策模型；

S5，根據調峰備用決策模型調節常規能源和新能源在電網中的調峰響應；

所述步驟S1中的考慮新能源出力不確定度、預測偏差概率的新能源出力模型為下式所示：

式中，P_e,t為新能源t時刻的實際出力，為新能源在t時刻的預測出力，為新能源在t時刻的預測偏差，χ_e,t為新能源在t時刻出力的不確定程度，T為運行周期，{WT，PV}為風電場與光伏機組的集合，N_t，N_e分別為運行周期與新能源機組集合內的數量，Ψ為新能源不確定度；

所述考慮正向偏差所帶來的棄風棄光成本與負向偏差所導致的額外備用成本的模型為：

式中,f⁺，f^-分別為正向偏差與負向偏差的新能源響應成本，分別為正、負偏差的響應成本系數，分別為新能源可調節上、下限出力值，為新能源實際出力最大值，f(P_e,t)為新能源響應函數；

所述步驟S2中所述的柔性負荷參與調峰備用的響應收益模型為；

式中：C_l為柔性負荷參與調峰備用的補償成本；P_l,t為第l個用戶在t時段參與調峰的柔性調度量；δ_l，θ_l為第l個用戶的價格彈性系數，其絕對值越大，對需求響應的價格越敏感，c_l為第l個用戶的需求響應價格，ΔT_l為第l個用戶的調峰時長；

所述儲能參與調峰備用的響應收益模型為：

式中f_ch,t，f_dis,t分別為儲能參與備用的充電、放電成本與收益，c_ch,k,t，c_dis,k,t分別為t時刻第k個儲能的充電、放電價格，P_k,ch,t，P_k,dis,t分別為t時刻第k個儲能的充電、放電功率，η_k,c，η_k,dis分別為第k個儲能的充電、放電效率，N_bat為儲能數量，Δt為單位時段；

所述儲能荷電狀態模型為：

SOC_k,t-1∈[SOC_k,min,SOC_k,max]

式中，SOC_k,t為t時刻第k個儲能荷電狀態，SOC_k,max，SOC_k,min分別為第k個儲能最大最小允許荷電狀態，R_k為第k個儲能的額定容量；

所述步驟S3中：

所述考慮火電機組的啟停成本、調峰成本、經濟效益的深度調峰補償機制為：

式中，F_i為第i個火電機組深度調峰收益，η_i為第i個機組調峰深度，c₁,c₂,c₃為不同調峰深度的電量補償電價；

所述與火電機組深度調峰參與調峰備用的模型為：

式中：C_D為火電深度調峰成本；D_i,t為第i臺機組在t時段的機組的調峰模式，參與深度調峰為1，不參與深度調峰為0；γ_i為火電機組參與深度調峰后成本的增加系數；

所述步驟S4具體為：

S4-1、系統備用容量需求上報；

S4-2、用戶調峰備用容量申報；

S4-3、備用容量決策結果；

S4-4、交易考核方式；

S4-5、交易清算；

所述構建新能源不確定性的調峰備用模型、虛擬儲能參與的調峰備用模型以及火電深度調峰階梯補償機制的調峰備用模型共同組成的調峰備用決策模型 ，目標函數為：

式中，C為系統備用成本，B_wt，B_pv分別為新能源棄風棄光成本；

影響所述系統備用成本最小化因素包括系統備用容量約束、功率平衡約束、火電機組爬坡率約束、火電機組出力約束、火電機組深度調峰次數約束、新能源出力約束、柔性負荷可中斷時間約束、儲能充放電約束；

所述系統備用容量約束為：

式中，maxP_up，maxP_down分別為系統最大上旋備用和最大下旋備用，P_load,max，P_load,min分別為系統最大、最小負荷，σ％為系統負荷備用率，一般取系統最大負荷的3％～5％，C_R,max，C_R,min為系統電源開機容量的最大、最小可調節量，R_i，P_i,min分別為第i個火電的開機容量和最小技術出力，R_e，R_e,min分別為第e個新能源的開機容量和不可調節容量，ξ_s為系統備用容量的置信水平；

所述功率平衡約束為：

式中，P_t，P_load,t分別為t時刻系統備用容量和系統負荷；

所述火電機組爬坡率約束：

-ΔP_i,max≤P_i,t-P_i,t-1≤ΔP_i,max

式中，ΔP_i,max為第i個機組每時段可加減負荷的最大值；

所述火電機組出力約束：

B_i,tP_i,min≤P_i,t≤B_i,tP_i,max

式中，P_i,max、P_i,max為第i個火電機組最小、最大允許出力；B_i，t為

所述火電機組深度調峰次數約束：

式中，N_i,B,max為第i個火電機組在一個調度周期內深度調峰最大調用次數；

所述新能源出力約束：

式中，ξ_e為新能源出力置信水平；

所述柔性負荷可中斷時間約束：

0≤ΔT_l≤ΔT_l,max

式中，ΔT_l,max為第l個用戶的最大允許調峰時長；

所述儲能充放電約束：

式中，P_k,ch,max，P_k,dis,max分別為第k個儲能的充電、放電最大允許功率。

2.根據權利要求1所述的一種以新能源為核心的調峰方法，其特征在于，所述虛擬儲能包括柔性負荷和儲能電池。