[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

说明书

本发明公开了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；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；第五步：判断各指标期望值是否收敛；第六步：输出研究对象在典型日的调峰平衡评估结果。本发明构建了高比例可再生能源电力系统调峰平衡评估指标，建立了基于日前机组组合的调峰平衡评估模型及框架体系，用于开展高比例可再生能源电力系统调峰平衡评估。

技术领域

本发明涉及电力系统规划与运行评估技术领域，具体为一种高比例可再生能源电力系统的调峰平衡评估方法。

背景技术

随着低碳、绿色和可持续发展理念的不断被认可并成为共识，世界各国正在不断探索实践由化石能源主导过渡到以可再生能源为主的能源电力供应体系。当前及可预见的未来，以风电、太阳能发电为代表的可再生能源，正在引领并将长期推动能源电力清洁、低碳、绿色转型发展，最终成为新型能源电力系统的主导力量。

截至2017年底，我国风光累积装机规模达到2.9亿kW，占到全国电源装机总量的16.5％，发电量占比达到6.6％。而像甘肃、青海、河北等新能源装机大省，风光装机占比已超过35％。为了实现我国2030年非化石能源占到一次能源消费总量20％的对外承诺，风光还将延续当前的快速大规模发展。众所周知，风电、太阳能发电的高比例大规模并网，对电力系统的规划与运行提出了很大挑战。如何科学合理的引导风光可持续健康发展，避免反复出现当前阶段存在的严峻的新能源消纳困境，是一个值得深入研究的方向。

造成部分省份大量弃风弃光的原因很多，比如新能源发展超预期、外送通道推迟、本地消纳空间有限等，而电源调峰能力不足也是影响新能源消纳的重要因素。目前已有许多学者针对新能源接入后的电力系统调峰问题开展了大量研究：在电力系统调峰分析与评估方法方面，针对大规模风电接入，提出了基于非序贯蒙特卡罗模拟方法的调峰不足概率和调峰不足期望指标；给出了电力系统灵活性的概念和特征，提出了多时间尺度灵活性供给需求平衡的通用数学方法和灵活性度量指标，并通过非时序生产模拟对方法进行了验证；研究了高比例可再生能源受端区域电网调峰的出力网际分配问题，通过在模型中引入价格杠杠和调峰压力系数，以协调各省网的调峰需求；提出了广义灵活性电源概念，并在电力系统规划中引入了灵活性量化评价指标。

现有研究中，多数研究基于非时序生产模拟对可再生能源大规模接入的电力系统调峰进行评估，时间有保障，但一定程度上也缺失了高比例可再生能源电力系统运行相关信息，尤其是机组运行状态信息。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高比例可再生能源电力系统的调峰平衡评估方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：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；

优选的，模型具体为：

1、目标函数：