[发明专利]一种大规模新能源并网条件下火电机组深度调峰经济调度方法

说明书

一种大规模新能源并网条件下火电机组深度调峰经济调度方法，根据火电机组深度调峰运行特性，建立不同调峰阶段的火电机组深度调峰成本模型；考虑风电、光伏出力的波动性和随机性，引入备用容量成本来应对预测误差和突发事件，建立考虑油耗、机组寿命、环境的深度调峰经济调度模型，进而通过求解经济调度模型得到最终调度方案。本方法从调峰深度、新能源消纳量、火电企业收益等方面分析了大规模新能源并网下火电机组深度调峰的经济性，可为多能源电力系统火电机组深度调峰提供参考。

技术领域

本发明涉及新能源发电领域，具体涉及一种大规模新能源并网条件下火电机组深度调峰经济调度方法。

背景技术

近年来，我国在能源结构转型方面取得较好成效，风电新增装机容量不断提升，太阳能发电保持稳步增长，分布式光伏发电累计容量突破6000万kW。未来新能源仍将是增长最快的电源类型，大规模新能源并网及日益增加的系统负荷峰谷差，系统调峰的需求越来越大。

目前，火电机组是系统调峰的主要电源，随着大规模新能源并网，增加的调峰任务也由火电机组承担。随着风电、光伏装机容量规模化增长，新能源并网消纳量逐年增加，机组必须进行深度调峰改造，使其能够在额定功率的30％～50％运行。如何平衡深度调峰和新能源消纳，研究风电、光伏及火电机组深度调峰下的经济性就显得尤为必要。

深度调峰将常规调峰深度进一步扩大，减少火电机组出力同时可提高新能源消纳量，缓解系统调峰压力。在大规模新能源并网下的经济调度研究中，通常只计及常规调峰阶段，关于深度调峰阶段的经济性分析较少。当前，常规调峰机组的经济调度模型已不再适应大规模新能源并网的现状电网。火电机组参与深度调峰之后，其经济性计算变得更为复杂，不仅考虑机组成本变化，还要考虑环境效益。

目前，调峰的经济性分析主要集中在常规调峰。在深度调峰的经济性分析研究方面，主要以风电为背景或者只与光伏联系，而对于风电、光伏和火电机组深度调峰下多能源互补联合调度研究较少，并且往往忽略新能源消纳及其带来的环境效益。

发明内容

本发明针对大规模新能源并网下火电机组深度调峰模型进行研究，以综合成本为目标函数，引入备用容量来应对风电、光伏和负荷的预测误差以及一些突发事件，得到考虑油耗、机组寿命、环境的深度调峰经济调度方法。

一种大规模新能源并网条件下火电机组深度调峰经济调度方法，包括如下步骤：

步骤1，将火电机组深度调峰分为不投油深度调峰DPR和投油深度调峰DPRO的2个阶段，计算深度调峰运行能耗成本，其中包括火电机组煤耗成本、机组寿命损耗成本、投油成本、环境附加成本，得到火电机组深度调峰过程固定成本函数；

步骤2，根据不同地区的有偿调峰服务补偿规则，计算深度调峰运行补偿收益；

步骤3，引入旋转备用成本，根据负荷、风电及光伏的预测误差率以及各个时刻负荷、风电和光伏的功率，得到旋转备用成本；

步骤4，根据上述步骤的火电机组深度调峰过程中的固定成本、运行补偿收益以及旋转备用成本的分析，得到综合运行成本最小的目标函数以及相关约束；

步骤5，对目标函数进行求解，得到最终调度方案。

进一步地，步骤1中，各类成本计算具体如下：

煤耗成本采用耗量特性进行计算，其运行煤耗成本为：

式中，C_c为火电机组煤耗成本；P_i,t为火电机组发电量；a，b，c为煤耗特性系数；S_coal为煤炭价格；

机组寿命损耗成本按照转子材料的低周疲劳特性关系进行计算，根据Manson-Coffin公式，得机组寿命损耗成本为：