[发明专利]一种源网荷储协调电力系统生产模拟方法

说明书

本发明提供一种源网荷储协调电力系统生产模拟方法，包括建立发电侧机组调度成本模型、负荷需求侧资源调度成本模型和系统碳排放成本模型；据上述各模型，以生产模拟周期内系统总成本最小为目标，建立包括目标函数和约束条件的优化模型；根据优化模型，获取生产模拟周期内各时点各区域：各类电源发电功率、需求响应负荷削减功率、需求响应负荷转出功率、需求响应负荷转入功率和储能充放电功率，以及生产模拟周期内各时点各跨区输电通道输电功率。本发明利用数学模型求解得到电源、电网、负荷侧资源与储能的优化运行方式，且保证各类资源的调度方式协调，能够实现系统整体最优。

技术领域

本发明涉及供电系统技术领域，特别涉及一种源网荷储协调电力系统生产模拟方法。

背景技术

电力系统生产模拟是验证电力规划方案可行性以及分析不同发展状态下电力系统运行特性的一种技术手段。在进行电力规划之后，基于某种规划方案进行系统运行状态模拟，得到在相应规划方案下电力系统运转的主要指标，分析规划方案的合理性，研究关键指标（如弃风率、弃光率等）的影响因素。按照常规认知框架，电力系统由发电侧、电网侧、负荷侧三部分构成。以往的电力系统生产模拟通常只关注电源与电网的发展方案，因为传统的电力平衡方式是将负荷需求视为固定常数，通过调配发电机组去满足负荷需求。随着智能电网相关技术逐步发展和电力市场建设不断成熟，电力负荷需求具备了一定的可调节性，能够以需求响应的方式主动参与电力供需平衡。因此，在未来电力系统中，负荷侧资源可在一定程度上起到与电源侧资源等效的作用，应当纳入电力系统生产模拟考虑范畴。

另外，随着近年来储能技术日趋成熟，在风电、光伏发电等波动性新能源发电大规模发展的情况下，储能将在未来电力系统中发挥重要作用。储能既可以扮演电源的角色（放电）、又可以扮演负荷的角色（充电）。但同时，储能既非电源（不具备真正的电力生产能力）、又非负荷（并不能将电能转化为某种实际用途）。因此，在未来的电力系统架构中，储能应当成为并列于电源、电网、负荷的电力系统第四块组成部分。故在开展电力系统生产模拟时，有必要将储能与电源、电网、负荷统筹考虑，研发源网荷储协调生产模拟方法。

现有电力系统生产模拟技术的主要不足在于：未实现电源、电网、负荷侧资源、储能的统筹优化模拟。部分学者将电源与电网规划协调考虑，实现了同时考虑电源与电网规划方案的生产模拟。部分学者将负荷侧资源纳入电源或电网规划中进行考虑，实现了考虑源网荷多种元素的生产模拟。但目前尚未见到将电力系统的电源侧、电网侧、负荷侧、储能侧的各类资源协调考虑、统一求解的生产模拟方法。

发明内容

本发明提供一种至少部分解决上述技术问题的源网荷储协调电力系统生产模拟方法。

第一方面，本发明提供一种源网荷储协调电力系统生产模拟方法，其特征在于，包括：

建立发电侧机组调度成本模型、负荷需求侧资源调度成本模型和系统碳排放成本模型；其中，所述发电侧机组调度成本模型为生产模拟周期内各时点各区域各类电源发电功率和生产模拟周期内发电侧机组调度成本的关系模型，所述负荷需求侧资源调度成本模型为生产模拟周期内各时点各区域需求响应负荷削减功率、生产模拟周期内各时点各区域需求响应负荷转出功率和生产模拟周期内负荷需求侧资源调度成本的关系模型，所述系统碳排放成本模型为生产模拟周期内各时点各区域各类电源发电功率和生产模拟周期内系统碳排放成本的关系模型；

根据发电侧机组调度成本模型、负荷需求侧资源调度成本模型和系统碳排放成本模型，并以生产模拟周期内系统总成本最小为目标，建立包括目标函数和约束条件的优化模型；

所述约束条件至少包括电力供需平衡约束，所述电力供需平衡约束为生产模拟周期内各时点各区域各类电源发电功率、生产模拟周期内各时点各跨区输电通道输电功率、生产模拟周期内各时点各区域需求响应负荷削减功率、生产模拟周期内各时点各区域需求响应负荷转出功率、生产模拟周期内各时点各区域需求响应负荷转入功率和生产模拟周期内各时点各区域储能充放电功率之间的约束关系；