[发明专利]一种高比例可再生能源电力系统的调峰平衡评估方法

权利要求书

1.一种高比例可再生能源电力系统的调峰平衡评估方法，包括以下步骤：

第一步：获取研究对象未来水平年的电源及电网规划方案，获取拟评估周期的负荷数据；初始化模拟计数k＝0，并设置收敛阈值ε；

第二步：根据当地风光资源特性随机抽样生成风电和光伏出力日前预测曲线；

第三步：采用机组组合模型，开展给定风光出力和负荷曲线下的系统日前运行模拟；

第四步：针对运行模拟方案，开展系统调峰需求和供给分析，计算k次模拟的调峰平衡评估指标期望值；

第五步：判断各指标期望值是否收敛；若评估指标的标准差系数低于收敛阈值ε，则停止蒙特卡洛模拟并转至第六步；否则令k＝k+1并返回第二步重新开始抽样模拟；

第六步：输出研究对象在典型日的调峰平衡评估结果；

其中：模型具体为：

(1)目标函数：

以系统日前运行总成本最小为目标，主要包括机组启停成本、机组燃料成本、机组固定运维成本、机组可变运维成本、区外购电成本、需求侧响应成本；除最后一项外，其他子项的表达式与传统的机组组合目标函数形式一致；

(2)主要约束：

除考虑常规机组组合问题的平衡约束、机组出力限制约束、机组最小运行及停运时间约束、机组爬坡能力限制约束和基于直流潮流的网络安全约束条件外，引入如下的备用约束：

A、上备用约束；

B、下备用约束；

其中：系统调峰需求和供给分析模型及评估指标计算如下：

a、调峰需求：

计及可再生能源出力预测误差，定义系统全调峰需求上调峰需求和下调峰需求即：

上式中，分别表示净负荷、净负荷峰谷差、净负荷上包络线、净负荷下包络线、上调峰需求增量、下调峰需求增量并由下面的式子计算得到：

其中，L_t、P_t^FW和P_t^FS分别表示日前预测的t时段的负荷需求、风电出力和光伏出力；P_t^TL表示跨省输电线路t时段协议输送电力；各时段风光出力预测波动按正态分布考虑，和分别为风光出力预测的标准差；

b、调峰供给：

电力系统调峰供给重点分析净负荷包络线峰谷对应时段中，调峰资源的向上及向下调节能力；时段t，系统向上调节能力P_t^U和向下调节能力P_t^D可用下式评估：

上式中，Ω^T、Ω^H、Ω^PH、Ω^TL和Ω^DR分别表示参与调峰的火电机组集、水电机组集、抽水蓄能集、跨省跨区线路集和需求响应资源集；和分别表示火电机组时段t的启停状态和出力水平；r_i^U和r_i^D分别表示火电机组最大出力、最小出力、上爬坡率和下爬坡率；和分别表示水电机组水电转换系数、最大库容、最小库容、最大出力、最小出力；和分别表示水电机组时段t的实际库容和出力水平；和分别表示抽水蓄能额定出力和时段t出力水平；和分别表示跨省跨区线路时段t运行水平上限、下限和即时出力；和分别表示需求侧响应资源上调节水平和下调节水平；Δt₁₀和Δt₆₀分别表示10min和1h的时间尺度；

进一步地，定义t₁、t₂、t₃、t₄分别为净负荷峰值、谷值、净负荷上包络线峰值和下包络线谷值对应的时段，则计及可再生能源出力预测误差的调峰资源供给能力P^PR、上调峰能力P^PRU、下调峰能力P^PRD可依次按下式计算：

式中，Ω^A为系统中所有可运行的常规电源、可再生能源发电和跨省跨区线路集，P_i.t表示机组或线路i时段t的即时出力；

c、调峰平衡评估指标：

上面式子中，LOPRP、EPRS和EPRNS的上标U和D分别用于区分上调峰和下调峰评估指标；d表示系统第d个评估周期，T^D则表示总评估周期数；

函数f表达式如下：

系统上调峰相关指标用于评估净负荷高峰时段调峰资源的顶峰能力；下调峰相关指标用于评估净负荷低谷时段调峰资源的压负荷能力。