[發明專利]一種基于中期機組組合的電力系統長期生產模擬方法

有效

• 申請號: 202110089709.3
• 申請日: 2021-01-22
• 公開（公告）號: CN112821390B
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發明（設計）人: 李旭霞;王堯;尹鴻睿;王建學;胡迎迎;楊鈐;梁燕;荊永明;劉紅麗
• 申請（專利權）人: 國網山西省電力公司經濟技術研究院;西安交通大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/46
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 高博

本發明公開了一種基于中期機組組合的電力系統長期生產模擬方法，根據獲取的電力系統規劃數據和預測數據構建凈負荷的峰谷時刻逐日統計信息；以最小化燃煤機組的運行成本、庫容式水電機組的棄水成本、新能源機組的棄電成本構成綜合運行成本為優化目標構建中期機組組合模型的目標函數；構建中期機組組合模型約束條件；建立中期機組組合模型；對建立的中期機組組合模型進行求解，得到各類型電源的裝機容量、發電量、利用小時數以及系統運行成本，完成電力系統長期生產模擬計算。本發明方法具有快速、有效、易于實現的優勢，能夠輔助規劃人員對于含傳統類型電源新能源發電的電力系統規劃方案進行評估。

技術領域

本發明屬于電力系統中的規劃評估技術領域，具體涉及一種基于中期機組組合的電力系統長期生產模擬方法。

背景技術

當前，我國電力系統正處于過渡階段。一方面，我國電力系統的電源結構現階段仍以火電機組為主，大型燃煤機組裝機數量和裝機容量規模龐大；另一方面，清潔可再生能源發電資源的開發勢頭迅猛，以風電和光伏發電為代表的新能源發電機組裝機容量逐年上升。生產模擬是一種電力系統仿真手段之一，能夠在指定邊界條件下對于電力系統的運行進行模擬仿真，得到關鍵的經濟性和技術性指標。在當前背景下，研究快速、有效、易于實現的生產模擬手段對于模擬實際電力系統運行情況或評估電力系統規劃方案來說至關重要。

在中長期尺度上的生產模擬一般需要考慮機組啟停、爬坡等時序耦合的運行約束和網絡安全約束以保證仿真結果符合實際電力系統的運行特性。一方面，傳統的以小時為粒度的機組組合模型數學上是一個大規?；旌险麛祪灮瘑栴}且含有大量的時序耦合線性約束，直接求解較為困難；另一方面，以燃煤機組為代表的欠靈活電源在實際運行中一般不會被安排頻繁啟?；蜿P停。因此在中長期尺度上的生產模擬可以粗化計算粒度，以日為單位安排發電計劃既不影響對模擬結果的統計，又降低了計算的難度和開銷。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種快速、有效、易于實現的電力系統長期生產模擬計算方法，在給定規劃邊界下，中期機組組合以日為單位通過優化各類型電源的運行狀態與出力，合理配置發電資源以滿足各時刻負荷需求，并輔以凈負荷峰谷時刻的備用與網絡傳輸能力的校驗以保證結果的合理性。

本發明采用以下技術方案：

一種基于中期機組組合的電力系統長期生產模擬方法，包括以下步驟：

S1、獲取電力系統規劃數據和電力系統預測數據；

S2、根據獲取的電力系統規劃數據和電力系統預測數據構建凈負荷的峰谷時刻逐日統計信息；以最小化燃煤機組的運行成本、庫容式水電機組的棄水成本、新能源機組的棄電成本構成綜合運行成本為優化目標構建中期機組組合模型的目標函數；構建包括電源運行約束、系統運行約束、校驗約束和其他約束的中期機組組合模型約束條件；建立中期機組組合模型；

S3、對建立的中期機組組合模型進行求解，得到各類型電源的裝機容量、發電量、利用小時數以及系統運行成本，完成電力系統長期生產模擬計算，將模擬計算的結果作為規劃方案經濟技術性的參考指標。

具體的，步驟S1中，電力系統規劃數據包括電源規劃數據，電網規劃數據和其他數據；電力系統預測數據包括中長期尺度下負荷需求與新能源出力預測值。

進一步的，電源規劃數據包括燃煤機組的最大/最小技術出力燃煤機組的上爬坡速率燃煤機組的燃料耗量特性曲線、庫容式水電機組的最大/最小技術出力新能源機組的最大技術出力

電網規劃數據包括電網中各輸電線路和變壓器的網絡連接信息及阻抗參數、輸電線路與變壓器的傳輸能力上限跨區聯絡線的運行方式；其他數據，包括負荷的地理分布信息、系統的上/下負荷備用水平α^UL/α^DL；