[發明專利]市場經濟環境下考慮經濟成本的可再生能源并網規劃方法

在審

• 申請號: 202011138642.X
• 申請日: 2020-10-22
• 公開（公告）號: CN112488440A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 葛丹丹
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q30/02;G06Q50/06;G06F17/11
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

本發明公開了屬于電力系統中再生能源并網運行技術領域的一種市場經濟環境下考慮經濟成本的可再生能源并網規劃方法。基于線性化技術對分時電價進行描述，為后續目標函數的構建提供重要的模型基礎；提出兩階段動態擴展優化模型，在市場經濟條件下可再生能源的并網規劃；給出動態擴展優化模型的具體表達式，構建各種等式約束條件和不等式約束條件；本發明通過優化確定可再生能源和其他能源的最佳發電組合，電網運營部門能夠在不減少負荷的情況下降低成本，提高電網運行可靠性和服務質量；可以鼓勵私營部門在可再生能源方面的投資，增加電網的備用容量，增強電網的柔韌性，實現整體經濟效益最大化。

技術領域

本發明屬于電力系統中再生能源并網運行技術領域，特別涉及一種市場經濟環境下考慮經濟成本的可再生能源并網規劃方法。

背景技術

在電力系統中，為了降低運行成本和提高可再生能源在發電組合中的滲透率，從電源側實施擴展具有重要的意義。為減少溫室氣體排放，減輕化石燃料價格變化可能帶來的風險，世界各國政府大力支持對可再生能源的投資，同時電網運營部門專注于利用不同的發電技術，降低生產成本、增強電網穩定性、優化備用分配，最終為負荷提供經濟可靠的電力供應。

國際標準化組織傾向于通過增加可再生能源的滲透率，來規避化石能源短缺帶來的電力需求缺口以及環境方面的污染問題，但由于可再生能源相關的發電技術具有不確定性，這對電網的穩定運行是一個嚴重的挑戰。且可再生能源機組的前期資本投入巨大，再加上其發電的不確定性進一步降低了回報率。因此政府提出了一系列的導向性政策來支持發電側的容量擴張和結構性改革。

面向可再生能源投資的支持機制，雖然這些機制在提高發電能力方面是有效的，但與基于峰值負荷需求減少的政策相比，它們的效率較低。目前刺激市場需求被認為是改變最終用戶行為的一個基本方法。通過優化確定可再生能源和其他能源的最佳發電組合，電網運營部門能夠在不減少負荷的情況下降低成本，提高電網運行可靠性和服務質量。因此，迫切需要提出一個長期規劃框架，以評估基于各種激勵和支助機制以及負荷側需求反應對可再生能源生產力的影響。另一方要準確評估對私營部門投資的支持程度，也需要事先進行技術經濟分析。

本發明通過對電力系統長期規劃以及可再生能源集成方面的影響，評估分時電價機制下負荷需求響應在促進電網擴展及降低成本方面的成效，提出了一個兩階段的動態優化框架，旨在服務于可再生能源的規劃并網。

發明內容

本發明的目的是提供一種市場經濟環境下考慮經濟成本的可再生能源并網規劃方法，其特征在于，所述可再生能源并網規劃方法，包括：

步驟1：根據可再生能源并網的導向指導，以裝機容量和以能源生產進行規劃；

步驟2：以市場經濟環境下分時電價的工作機制，基于線性化技術對分時電價進行描述，為后續目標函數的構建提供重要的模型基礎；

步驟3：提出兩階段動態擴展優化模型，用于研究市場經濟條件下可再生能源的并網規劃和運行控制；

步驟4：給出動態擴展優化模型的具體表達式，具體表現為規劃階段和運行階段；

步驟5：根據系統運行需要以及不同階段的側重點，構建各種等式約束條件和不等式約束條件。

所述步驟1中，以裝機容量和以能源生產進行規劃，其裝機容量旨在鼓勵私營企業參與能源生產，以緩解尖峰負荷情況下的切負荷量，最大限度保障用戶的需求；以能源生產激勵投資者進行低成本發電，包括化石能源的高效率發電以及基于可再生能源的清潔發電，改善人類生態環境。

所述步驟2中，以市場經濟環境下分時電價的工作機制，提出已消費者購買成本最小的數學模型，具體表達式見式(1)所示；

約束條件見式(2)-(5)