[發(fā)明專利]一種適應(yīng)于市縣新能源消納優(yōu)化方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210016289.0
• 申請日: 2022-01-07
• 公開（公告）號: CN114336783B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魯剛;元博;辛保安;夏鵬;劉勁松;劉俊;張晉芳;吳靜;劉思革;呂夢璇
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)能源研究院有限公司;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46;H02J3/32;H02J3/00;H02J3/14;H02J3/38
• 代理公司: 北京八月瓜知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11543
• 代理人: 陳贏

1.一種適應(yīng)于市縣新能源消納優(yōu)化方法，其特征在于，包括以下步驟：

獲取市縣區(qū)域內(nèi)源、網(wǎng)、荷、儲側(cè)資源的運行數(shù)據(jù)；

基于獲取的運行數(shù)據(jù)計算市縣區(qū)域內(nèi)新能源場站理論待分析水平年發(fā)電功率的典型場景；

根據(jù)計算獲得的典型場景，以市縣區(qū)域內(nèi)新能源消納電量最大為優(yōu)化目標，建立并求解市縣區(qū)域內(nèi)新能源-儲能優(yōu)化模型；

基于市縣區(qū)域內(nèi)新能源-儲能優(yōu)化結(jié)果，以綜合優(yōu)化成本最小為目標，考慮市縣區(qū)域間關(guān)鍵輸電線路約束，建立并求解市縣區(qū)域間源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)優(yōu)化模型；

根據(jù)市縣區(qū)域間源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)優(yōu)化模型求解結(jié)果，確定市縣區(qū)域間源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)優(yōu)化方案；

運行數(shù)據(jù)具體包括各市縣區(qū)域內(nèi)典型風(fēng)電場、光伏電站的裝機容量和理論發(fā)電功率歷史數(shù)據(jù)；待優(yōu)化分析的風(fēng)電場、光伏電站裝機容量；常規(guī)電源的裝機容量和調(diào)節(jié)參數(shù)；可調(diào)節(jié)負荷的用電功率預(yù)測信息及調(diào)節(jié)參數(shù)、儲能的裝機容量和調(diào)節(jié)參數(shù)；常規(guī)負荷的預(yù)測信息和歷史數(shù)據(jù)；獲取各市、縣區(qū)域內(nèi)關(guān)鍵輸電通道及其運行參數(shù)；

所述計算市縣區(qū)域內(nèi)新能源場站理論待分析水平年發(fā)電功率的典型場景具體包括以下步驟：

根據(jù)各市縣區(qū)域內(nèi)典型風(fēng)電場的理論發(fā)電功率歷史數(shù)據(jù)，計算各市縣區(qū)域內(nèi)風(fēng)電場在待分析水平年8760小時的理論發(fā)電功率，并構(gòu)成各風(fēng)電場理論發(fā)電功率的典型場景；

根據(jù)各市縣區(qū)域內(nèi)典型光伏電站的理論發(fā)電功率歷史數(shù)據(jù)，計算各市縣區(qū)域內(nèi)光伏電站在待分析水平年8760小時的理論發(fā)電功率，并構(gòu)成各光伏電站理論發(fā)電功率的典型場景；

所述市縣區(qū)域內(nèi)新能源-儲能優(yōu)化模型目標函數(shù)如下式：

式中，表示第j個市縣區(qū)域內(nèi)新能源消納電量，表示第j個市縣區(qū)域內(nèi)第i個風(fēng)電場在第t小時的發(fā)電功率，表示第j個市縣區(qū)域內(nèi)第q個光伏電站在第t小時的發(fā)電功率，分別表示第j個市縣區(qū)域內(nèi)風(fēng)電場、光伏電站數(shù)量；

新能源-儲能優(yōu)化模型的約束條件具體如下式：

新能源場站發(fā)電功率約束：

式中，表示第j個市縣區(qū)域內(nèi)第i個風(fēng)電場在第t小時的理論發(fā)電功率，表示第j個市縣區(qū)域內(nèi)第q個光伏電站在第t小時的理論發(fā)電功率；

儲能裝置調(diào)節(jié)性能約束：

式中，表示第j個市縣區(qū)域內(nèi)第s個儲能裝置在第t小時的充放電功率，表示第t小時第s個儲能裝置處于充電狀態(tài)，表示第t小時第s個儲能裝置處于放電狀態(tài)；表示第j個市縣區(qū)域內(nèi)第s個儲能裝置在第k小時的充放電功率，其中，k＝1,…，t；

表示第j個市縣區(qū)域內(nèi)第s個儲能裝置的最大充、放電功率，表示第j個市縣區(qū)域內(nèi)第s個儲能裝置蓄能量的上、下限值，η_s,j表示第j個市縣區(qū)域內(nèi)第s個儲能裝置的充放電效率；

負荷用電功率約束：

式中，表示第j個市縣區(qū)域內(nèi)在第t小時的常規(guī)負荷功率預(yù)測值，表示第j個市縣區(qū)域內(nèi)第h個可調(diào)節(jié)負荷在第t小時的負荷功率預(yù)測值，表示第j個市縣區(qū)域內(nèi)可調(diào)節(jié)負荷數(shù)量；

建立市縣區(qū)域間源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)優(yōu)化模型包括以下步驟：

在市縣區(qū)域內(nèi)新能源-儲能協(xié)調(diào)優(yōu)化的基礎(chǔ)上，計算各市縣區(qū)域內(nèi)初始新能源棄電功率和負荷用電功率缺額；

計算市縣區(qū)域間源網(wǎng)荷協(xié)調(diào)后各市縣區(qū)域?qū)ν獾慕换スβ剩?/p>

計算市縣區(qū)域間源網(wǎng)荷協(xié)調(diào)后各市縣區(qū)域間關(guān)鍵輸電通道的輸送功率；

基于上述計算的初始新能源棄電功率和負荷用電功率缺額、交互功率及輸送功率，以綜合優(yōu)化成本最小為目標，建立市縣區(qū)域間源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)優(yōu)化模型；

所述市縣區(qū)域間源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)優(yōu)化模型目標函數(shù)如下式：

式中，f_G表示常規(guī)電源發(fā)電成本，f_new表示新能源棄電功率懲罰成本，f_store表示儲能裝置調(diào)節(jié)成本，f_reg-load表示可調(diào)節(jié)負荷調(diào)節(jié)成本，a_m,j、b_m,j和c_m,j表示第j個市縣區(qū)域內(nèi)第m個常規(guī)電源機組的發(fā)電成本系數(shù)，表示第j個市縣區(qū)域內(nèi)第t個小時的剩余新能源棄電功率，λ_new表示新能源棄電功率懲罰系數(shù)，表示第j個市縣區(qū)域內(nèi)第t個小時的新能源新增發(fā)電功率，λ_reg-load表示可調(diào)節(jié)負荷調(diào)節(jié)成本系數(shù)，λ_store表示儲能裝置調(diào)節(jié)成本系數(shù)，表示第j個市縣區(qū)域第t小時的第m個常規(guī)電源機組發(fā)電功率，表示第j個市縣區(qū)域內(nèi)常規(guī)電源數(shù)量，N_district表示市縣區(qū)域數(shù)量，表示第j個市縣區(qū)域內(nèi)第h個可調(diào)節(jié)負荷第t小時的用電功率調(diào)整量；表示第j個市/縣區(qū)域內(nèi)第t小時的新能源棄電功率；

市縣區(qū)域間源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)優(yōu)化模型的約束條件如下：

市縣區(qū)域間負荷用電功率約束：

式中，表示第j個市縣區(qū)域第t小時的對外交互功率；

常規(guī)電源機組調(diào)節(jié)特性約束：

式中，分別表示第j個市縣區(qū)域內(nèi)第m個常規(guī)電源機組的發(fā)電功率上、下限值；分別表示第j個市縣區(qū)域內(nèi)第m個常規(guī)電源機組可向上、向下調(diào)節(jié)發(fā)電功率的最大值；表示常規(guī)電源機組最小開機、停機持續(xù)時間，表示第j個市縣區(qū)域內(nèi)第m個常規(guī)電源機組截止到第t個小時的持續(xù)開機、停機時間；表示第j個市縣區(qū)域內(nèi)第m個常規(guī)電源機組第t個小時的啟停機狀態(tài)，表示開機狀態(tài)，表示停機狀態(tài)；

表示第j個市縣區(qū)域第t小時的第m個常規(guī)電源機組發(fā)電功率；

市縣區(qū)域內(nèi)新能源發(fā)電功率約束：

關(guān)鍵輸電通道輸送功率限額約束：

式中，表示第l條關(guān)鍵輸電通道在第t小時的輸送功率，P_l^TH,max表示第l條關(guān)鍵輸電通道的輸送功率限額值；

可調(diào)節(jié)負荷調(diào)節(jié)性能約束：

式中，表示第j個市縣區(qū)域內(nèi)第h個可調(diào)節(jié)負荷的用電功率變化范圍上、下限值，分別表示第j個市縣區(qū)域內(nèi)第h個的可調(diào)節(jié)負荷的第t個小時和第t-1個小時的用電功率；表示第j個市縣區(qū)域內(nèi)第h個可調(diào)節(jié)負荷的單位小時最大可調(diào)節(jié)功率值；

儲能裝置調(diào)節(jié)性能約束：

式中，表示第j個市縣區(qū)域內(nèi)第s個儲能裝置在第t小時的充放電功率，表示第t小時儲能裝置處于充電狀態(tài)，表示第t小時儲能裝置處于放電狀態(tài)； 表示第j個市縣區(qū)域內(nèi)第s個儲能裝置的最大充、放電功率，表示第j個市縣區(qū)域內(nèi)第s個儲能裝置蓄能量的上、下限值，表示第j個市縣區(qū)域內(nèi)第s個儲能裝置的充放電效率；表示第j個市縣區(qū)域內(nèi)第s個儲能裝置在第t小時的充放電功率調(diào)整量；

所述根據(jù)源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)優(yōu)化結(jié)果，確定市縣區(qū)域間源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)優(yōu)化方案具體包括步驟：

基于求解市縣區(qū)域間源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)優(yōu)化模型結(jié)果，計算各市縣區(qū)域內(nèi)各類型電源實際發(fā)電功率、可調(diào)節(jié)負荷實際用電功率和儲能裝置實際充放電功率；

計算各市縣區(qū)域內(nèi)新能源實際利用率，確定市縣區(qū)域間源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)優(yōu)化方案。