[发明专利]一种电力系统调度运行年方案的制定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新能源发电的方法，具体讲涉及一种电力系统调度运行年方案的制定方法。

背景技术

电力系统是一个复杂的动态系统，其安全稳定运行本质上要求发电与负荷需求之间必须时刻保持平衡。电力系统如果不能进行有效控制而出现供需失衡，将影响负荷的可靠用电甚至可能引起系统大范围的事故。

由于“三北”地区系统调峰能力有限以及受电网送出能力约束的影响，风电“弃风”现象严重，风电实际上网电力电量与预测风电电量可能会产生较大偏差。为了最大限度提高风电上网电力电量，必须从年度、月度、日前、日内和实时多个时间尺度制定风电调度计划。其中，年度计划应以年度预测风电电量和历史风电出力时间序列为基础，采用时序仿真分析方法，分析全网各时段电力电量平衡，优化常规机组和风电运行方式，最终得到可纳入电力系统运行的计划电量；其计划时间尺度长，考虑了风电年度运行特性，可优化系统运行方式和检修安排，提高常规机组运行效益，对于优化风电管理、提高电力系统风电利用率有非常重要的指导作用，对区域电网和风电的建设也具有指导性意义。

因此，提供一种用于指导含风电的电力系统年度计划制定的完备方法具有重要意义。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种电力系统调度运行年方案的制定方法，该方法用于指导含风电的电力系统调度运行年度计划制定。该方法基于预测年度风电电量和历史风电出力时间序列，考虑长时间尺度风电出力序列的连贯性和风过程特性，最大可能模拟风电出力特性；基于非供热火电机组运行特性和供热火电机组“热电耦合”特性，考虑对不同类型火电机组的建模；综合考虑风力发电分布情况及电网结构，对电网进行区域划分；根据实际电网情况确定每个分区的风电装机容量、用电负荷、常规机组情况及各分区间的传输容量限制；建立含风电的电力系统年度计划模型，选取最优开机方式时序仿真优化风电和常规电源上网电力电量，最终得到全年可上网的风电电量和常规电源电量，制定出考虑风电运行特性的年计划。此年计划对实际电力系统调度运行提供重要参考，帮助风电提高实际上网电力电量，最大程度利用风电。

实现上述目的所采用的解决方案为：

一种电力系统调度运行年方案的制定方法，其改进之处在于：所述方法包括以下步骤：

I、对电网进行区域划分；

II、根据各区域历史出力数据、年度风电电量预测值和负荷电量预测值确定年度风电电量和年度负荷电量的理论出力时间序列；

III、建立电网内部的供热火电机组模型、非供热火电机组模型和风电电力电量平衡模块；

IV、采用最优开机方式逐时段优化全年风电和火电的电力电量，确定含风电的电力系统调度运行年方案。

进一步的，所述步骤I包括：根据风电出力分布情况及电网结构对电网进行划分；电网的风电接纳情况如下式（1）

式中，N为系统所有区域总数；n表示为某一区域；T表示调度时间的总长度；t为仿真时间步长；P_w(t,n)为第n个区域t时段的风电出力。

进一步的，所述步骤III中，根据电网调峰能力约束制约风电年度电力平衡，确定电网内部的供热火电机组模型、非供热火电机组模型。

进一步的，所述步骤III中，确定电网内多种类型火电机组模型包括根据下式（2）-（6）确定非供热火电机组模型，及根据下式（7）和式（8）确定供热火电机组模型，包括以下步骤：

根据下式（2）和式（3）确定机组优化功率爬坡率：

P_j(t+1)-P_j(t)≤ΔP_j,up（2）

P_j(t)-P_j(t+1)≤ΔP_j,down（3）

式中，j表示单台机组；ΔP_j,up、ΔP_j,down分别为第j台机组的上爬坡率和下爬坡率；

根据下式（4）确定机组出力：

X_j(t)·P_j,min≤P_j(t)≤X_j(t)·P_j,max（4）

式中，j表示单台机组；P_j,min、P_j,max分别为机组的最小出力值和最大出力值；X_j为二进制变量，表示单台机组运行状态，1表示机组正在运行，0表示机组没有运行；