[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

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，首先建立基于時間尺度的區域電力系統電源側、網架側、負荷側以及儲能側的技術靈活性資源框架；其次建立考慮現貨市場、風火發電權交易、跨省區交易和調峰輔助服務市場的市場靈活性機制框架；然后綜合考慮技術靈活性資源與市場靈活性機制，建立促進新能源消納的電力系統靈活性統一框架；最后，利用該框架通過新能源棄電率對新能源消納能力進行定量評估，其評估結果將指導區域電力系統進行靈活性資源選取，進而，不斷更新迭代區域電力系統優化運行。

技術領域

本發明涉及一種新能源消納能力評估方法。

背景技術

當前，加快發展新能源已成為國際社會推動能源革命、應對全球氣候變化的普遍共識和一致行動。中國的新能源發展已經走在了世界前列，截至2016年年底，風電、太陽能發電裝機規模均居世界第一。隨著新能源加快發展，中國局部地區出現了棄風、棄光現象，新能源消納矛盾逐漸顯現。由于資源稟賦特點、電力系統條件和市場體制機制問題，新能源大規模開發利用面臨很大挑戰。隨著電力市場改革的深入，我國也采取了促進新能源消納的系列措施，并取得一定成效。為了解決高比例可再生能源消納問題，不僅需要引導新能源參與市場交易，還要從限制可再生能源消納的關鍵問題入手，提高電力系統消納、傳輸可再生能源電力的能力，即需要充分挖掘電力系統靈活性調節的潛力，以合理的手段促進靈活性資源投資和提高靈活性資源的利用效率。

在研究新能源消納能力上，國內外學者逐漸形成了共同的認識：首先，應從單一增強電源側靈活性資源調節能力轉換為增強電源側、網架側、負荷側以及儲能側靈活性以提高新能源消納能力；其次，從單一區域就地消納新能源轉換為電網互聯、跨區域供電；再者，分析新能源發電并網時，應從傳統的生產模擬方式轉換為考慮經濟、環境保護以及機組組合等多方面因素的生產模擬計算，等等。

電力系統的特性是發、輸、配、用電瞬時完成，電源調節能力、電網聯通規模、負荷規模及響應能力共同決定了新能源消納潛力，需在電源側、網架側、負荷側以及儲能側積極挖掘最大限度實現新能源消納潛力的技術。發揮各類技術潛力提高新能源消納水平的同時，也需要市場機制的積極引導，市場機制決定了新能源消納潛力的發揮程度。因此，促進可再生能源的消納，既需要技術驅動，也需要市場機制配合。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的缺點，提出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。本發明全面考慮促進新能源消納的途徑，并通過新能源消納能力指標--棄電率，定量分析新能源并網靈活性應用能力。

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。本發明促進新能源消納的技術與市場靈活性分析框架，包括技術靈活性資源與市場靈活性機制兩大主要部分；再通過計算棄電率對新能源消納能力進行評估。

具體步驟為：

步驟一，建立技術靈活性資源分析框架體系。

建立技術靈活性資源分析框架體系大方法是首先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。

電源側的靈活性資源是指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、抽水蓄能電站以及光熱發電機組等，上述發電機組積極參與調峰，促進新能源消納。常規火電機組出力較大，并且變化范圍也較為穩定，但是調節能力不強，調節速度較慢，具有爬坡速率約束；可調節性水電是綜合性能最高的傳統靈活性資源，可提供較大調節容量，調節幅度一般能達到0-100％，并且響應時間較快，調節速率較高，可以提供旋轉備用、事故備用、調峰、調頻等靈活性服務；抽水蓄能電站具有良好的調節性能，且能夠滿足向上和向下兩個方向的靈活性需求，但是由于電力系統中的抽水蓄能電站數量很少，所以目前其靈活調節容量較低。