[發明專利]基于技術與市場靈活性統一框架的新能源消納能力評估方法

在審

• 申請號: 202011178641.8
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112258064A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 冉亮;高玲玉;呂清泉;袁鐵江;馬明;趙龍;周強;沈渭程;張健美;高鵬飛;張睿驍;張彥琪;朱宏毅;張珍珍
• 申請（專利權）人: 國網甘肅省電力公司電力科學研究院;大連理工大學;國網甘肅省電力公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q10/04;G06Q30/06;G06Q50/06
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 關玲

1.一種基于技術與市場靈活性統一框架的新能源消納能力評估方法，其特征在于，所述的基于技術與市場靈活性統一框架是指在將不同時間尺度下的靈活性市場機制應用于電源側、網架側、負荷側和儲能側四個環節，各使靈活性資源在四個環節的不同時間尺度運行，實現同分布位置的不同時間內共同促進新能源消納；

所述方法包括以下步驟：

步驟1：建立技術靈活性資源分析框架體系；

步驟2：建立市場靈活性機制分析框架體系；

步驟3：建立考慮市場環境的促進新能源消納的多時間尺度下靈活性資源統一框架體系；

步驟4：評估新能源消納能力。

2.根據權利要求1所述的新能源消納能力評估方法，其特征在于：所述步驟1建立技術靈活性資源分析框架體系的方法如下：

收集技術靈活性資源，將收集到的技術靈活性資源通過橫向分布位置以及縱向時間尺度進行分類，橫向分布位置包括電源側、網架側、負荷側和儲能側，時間尺度包括秒級、分鐘級和小時級；

所述的電源側技術靈活性資源包括具有靈活調節能力的發電機組，包括火電機組、水電機組為代表的常規發電機組以及抽水蓄能電站；

網架側技術靈活性資源包括區域電網互聯以及微網；

負荷側技術靈活性資源包括在負荷管理和需求響應方面的負荷；

儲能側技術靈活性資源包括電池儲能、飛輪儲能、超級電容儲能以及氫儲能。

3.根據權利要求1所述的新能源消納能力評估方法，其特征在于：在所述步驟1利用技術靈活性資源最大限度挖掘新能源消納潛力的基礎上，所述步驟2建立市場靈活性機制分析框架體系是利用電力市場靈活性機制作為引導收集市場靈活性機制，將收集到的市場靈活性機制通過縱向時間尺度進行分類，時間尺度總體分為現貨市場時間尺度以及中長期市場時間尺度，劃分為日前、季度以及長期時間尺度，采用現貨市場與中長期市場相結合的模式，通過調頻、調峰手段輔助服務市場、風光水火打捆、跨省區交易以及分時電價，利用市場機制最大限度發揮新能源消納的程度；

所述的電力的現貨市場主要指開展日前、日內、實時電能量交易和備用、調頻等輔助服務交易；建立有效競爭的現貨交易機制,發現價格，引導用戶合理用電，促進新能源發電、儲能裝置參與實時平衡調節；

所述的輔助服務按照誰受益、誰承擔的原則，建立電力用戶參與的輔助服務分擔共享機制，積極開展跨省跨區輔助服務交易；在電力現貨市場開展備用、調頻輔助服務交易，中長期市場開展可中斷負荷、調壓輔助服務；

所述風光水火打捆交易是指將風力、光伏這類間歇性可再生能源能源電力與火電打捆交易，在送電地區平滑電力曲線；

所述中長期交易和跨省區交易是指中長期市場和跨省跨區交易的機制化、規范化，鼓勵市場主體間開展直接交易，構建區域市場,完善跨省跨區電力交易機制,促進市場化跨省跨區交易；

所述的分時電價是通過設計與時間相關的電價，促使電力用戶在日常生活中改變自身用電習慣，改變系統用電曲線，達到促進可再生能源消納效果的市場方式。

4.根據權利要求1所述的新能源消納能力評估方法，其特征在于：所述步驟3，市場環境在下，建立多時間尺度下電力系統靈活性資源統一框架體系的方法如下：

將市場靈活性機制通過日前、季度以及長期時間尺度進行分類、將技術靈活性資源分為電源側、網架側、負荷側和儲能側四個環節，并通過秒級、分鐘級和小時級時間尺度進一步分類。

5.根據權利要求1所述的新能源消納能力評估方法，其特征在于：所述步驟4利用新能源棄電率對區域電力系統中新能源的消納能力進行評估；

所述的新能源發電消納能力的評估指標用于衡量電力系統對新能源發電的最大消納空間，并用于衡量新能源發電在電力系統電力電量平衡中的貢獻和實際利用率；

評估方法如下：

首先進行區域電力系統優化運行計算，獲取電網數據，確定新能源機組的接入規模以及電源規劃結果，收集風電、光伏及負荷的年度出力數據，以區域電力系統年運行成本最小為目標函數，考慮調峰充裕性、電力平衡、系統備用容量、火電機組出力、火電機組爬坡這些約束條件，逐點模擬電網運行狀況，最終得到新能源電站的實際出力值和棄風、棄光量；

以新能源的棄電率作為新能源消納能力的評估指標，新能源棄電率λ表達如下：

其中，λ表示新能源的棄電率，ΔW表示棄風、棄光量總和，W表示風電場、光伏電站實際出力總和，P_wo,i表示第i個新能源電站計劃出力值，P_w,i表示第i個新能源電站實際出力值，i表示新能源電站的編號，新能源電站包括風電場和光伏電站，I表示新能源電站的數量；

該評估結果將指導區域電力系統進行靈活性資源選取，進而，更新區域電力系統優化運行計算的邊界條件，進一步優化計算結果，最終實現新能源的最大程度消納。