[發明專利]一種源荷互動模型構建方法和系統

在審

• 申請號: 202110048334.6
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112819204A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 王進;呂建虎;段方維;薛必克;張粒子;袁浩;劉芮彤
• 申請（專利權）人: 華北電力大學;中國電力科學研究院有限公司;國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06;H02J3/38;H02J3/46
• 代理公司: 北京化育知識產權代理有限公司 11833
• 代理人: 涂琪順

本發明涉及一種源荷互動模型構建方法。所述源荷互動模型構建方法，通過充分利用電力系統發電側的靈活性資源(電力系統參數)和用戶側靈活性資源(目標參數)，充分考慮可再生電源特性、需求側資源特性，采用GAMS仿真軟件結合確定得到的引入有懲罰銀子的目標函數，以及獲取得到的約束條件構建源荷互動模型，以能夠全面、精確的對源荷互動對于促進可再生能源消納的極限潛力進行分析。

技術領域

本發明涉及可再生能源消納潛力分析領域，特別是涉及一種源荷互動模型構建方法和系統。

背景技術

風電、光伏等新能源機組不同于常規化石能源機組，其發電受天氣因素影響較大，可控性較差。風電發電通常具有較強的間歇性、不確定性和波動性，此外還具有較強的逆調峰特性；光伏發電通常也具有較強的間歇性、不確定性和波動性。因此，可再生能源高占比的電力系統具有發電側波動性較大、可控性較差等不利于系統安全運行的特征。需要系統具備足夠的靈活性資源，主要需求體現為以下幾個方面：(1)調峰資源：風電具有較強的逆調峰特性，通常在夜間負荷低谷時段出力較大，為消納風電，將拉大系統的凈負荷峰谷差，為此系統需要充足的調峰資源；(2)快速爬坡資源：風電、光伏都具有較強的間歇性，例如一片云飄過將使得光伏發電功率瞬間大幅下降，為此需要系統具備充足的快速爬坡資源；(3)頻率調節資源：風電、光伏出力具有較強的波動性，為防止頻率波動較大，需要系統具有足夠的頻率調節資源。

為保障電力系統安全穩定運行，實現低碳綠色發展，需要充分利用電力系統的靈活性資源，協調電力系統中的不確定性功率，采取源荷互動促進可再生能源的全額消納。所以需要從技術層面分析源荷互動對于可促進可再生能源消納的極限潛力。

已有不少源荷互動模型被提出促進可再生能源消納，這些方案基于安全約束的機組組合優化(security constrained unit commitment,SCUC)，豐富完善模型中考慮的電力系統資源因素，并在計算模型和方法上嘗試進行創新。但是已有方案存在的不足如下：

1)對于靈活性資源種類和特性考慮不充足、不全面。例如未同時考慮電力系統中所有的靈活性資源。

2)由于安全約束機組組合本質上是一個混合整數優化問題，很多方案在考慮了多種電源之后，優化變量過多，出現維度災難、無法計算出全局最優解等問題。

3)對于常規電源的建模進行了簡化，導致促進可再生能源消納能力減弱。例如未同時詳細考慮常規電源啟停機、空載的機組特性和費用成本特性。

發明內容

為解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種源荷互動模型構建方法和系統，以使所構建的源荷互動模型能夠全面、精確的對源荷互動對于促進可再生能源消納的極限潛力進行分析。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種源荷互動模型構建方法，包括：

獲取電力系統參數和目標參數；所述電力系統參數包括：系統的棄風量、系統的棄光量、機組元素和負荷元素；所述目標參數包括：機組參與電能量市場的增量報價元素、彈性負荷參與電能量市場的增量報價元素、發電費用、啟機費用、停機費用、機組的空載成本、啟動成本、停機成本、中標需求和需求報價；

根據所述電力系統參數和目標參數，以社會福利最大為目標構建初始函數；

根據所述初始函數引入棄風懲罰因子和棄光懲罰因子得到目標函數；

獲取約束條件；所述約束條件包括：機組技術參數約束、負荷技術參數約束、系統功率平衡約束和系統備用約束；

采用GAMS仿真軟件，根據所述目標函數和所述約束條件得到源荷互動模型。

優選地，所述目標函數為：