[发明专利]一种考虑火电机组爬坡率限制的需求响应策略制定方法

说明书

一种考虑火电机组爬坡率限制的需求响应策略制定方法，用于高光伏渗透率电力系统中，该方法首先计算某高光伏渗透率区域电网中负荷曲线的等效斜率，然后将负荷曲线等效斜率与火电机组爬坡率限制值相比较，针对不同的比较结果提出相应的需求响应策略，策略包括动态因素调整法和超前调整法，最后验证运用上述需求响应策略能使负荷曲线峰值显著降低，且负荷曲线等效斜率降至火电机组爬坡率限制值以下，有效应对光伏发电快速下降可能带来的电网大规模功率失衡问题，对电力系统安全稳定运行有意义。

技术领域

本发明属于新能源消纳领域，具体涉及一种高光伏渗透率电力系统中考虑火电机组爬坡率限制的需求响应策略制定方法。

背景技术

随着光伏发电的普及，其波动性强、受昼夜与阴晴等天气因素影响很大等问题也渐渐凸显。美国加州太阳能资源充沛，光伏发电屡创发电量记录，却面临着光伏减少后火电机组由于受到爬坡率限制无法满足功率平衡的问题。在高渗透率光伏网中，中午时段光伏发电量很高，足以满足大多的负荷需求，降低火电机组发电功率，而傍晚光伏发电逐渐停止，为了满足负荷需求只能由火电机组大幅度提高出力。

火电机组爬坡率用来衡量机组升、降负荷的能力，是火电机组正常运行的一个重要参数。同时，爬坡率是机组容量的函数，其大小被限制在一定范围内。若负荷曲线上升阶段的斜率高于火电机组爬坡率限制，则火电机组无法提供足够的出力以维持电网平衡，使电网的电能质量和安全运行受到威胁，严重时甚至可能引起频率失稳、切负荷等问题。如果通过设置大量旋转备用的方式提升火电机组的爬坡率则会浪费大量燃料能源及运行费用，大大降低系统的环保性与经济性。因此必须限制负荷曲线的增长速度。

目前绝大多数研究通过运行与规划的方式解决高渗透率光伏可能带来的电力系统大规模功率失衡问题，但是其建设运行费用及电能损耗均较高，而需求响应是合理分配负荷侧资源、提升电网稳定性的有效方式。合理利用居民侧的需求响应资源有利于实现电力系统削峰填谷和降低用户电费的双赢。通过需求响应的方式降低或转移用户用电需求，可以减小负荷曲线的上升斜率。所以，本专利提出一种高光伏渗透率电力系统中考虑火电机组爬坡率限制的需求响应策略制定方法。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种考虑火电机组爬坡率限制的需求响应策略制定方法，解决高光伏渗透率电力系统中由于光伏发电骤降可能引起的大规模功率失衡问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种考虑火电机组爬坡率限制的需求响应策略制定方法，用于高光伏渗透率电力系统中，其特征在于：根据实际电网负荷计算负荷曲线等效斜率，考虑火电机组爬坡率限制，针对不同负荷曲线等效斜率制定相应需求响应策略，保障电力系统中有功功率平衡；所述需求响应策略的制定，包括如下步骤：

步骤1：计算负荷曲线等效斜率S_load；

步骤2：计算火电机组爬坡率限制S_ramp；

步骤3：将S_load与S_ramp相比较并制定相应的需求响应策略，其中，当S_load高于S_ramp时，选择动态因素调整法；若动态因素调整后的S_load仍高于S_ramp则进行超前调整。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

进一步地，所述步骤1具体如下：

以需求响应开始的时刻为起始点S，以负荷曲线最高点为结束点E，计算t_s～t_e之间负荷曲线的积分并用一个面积与其相等的三角形代替之，则三角形斜边斜率等效代替负荷曲线的上升斜率，等效斜率计算方法如下：