[发明专利]一种高比例光伏并网下火电机组爬坡压力缓解方法

说明书

本发明公开了一种高比例光伏并网下火电机组爬坡压力缓解方法，包括以下步骤：(1)基于预测的光伏发电功率和负荷功率，计算得到高比例光伏并网引起的净负荷鸭子曲线；(2)搭建应对高比例光伏并网的光储系统结构模型，并基于所述光储系统结构模型确定高比例光伏并网协调优化运行方法；(3)构建缓解高比例光伏并网下火电机组爬坡压力数学模型；(4)基于线性规划单纯性法对构建的缓解高比例光伏并网下火电机组爬坡压力数学模型进行求解；(5)基于求解结果，对高比例光伏并网下火电机组爬坡压力进行缓解。本发明提高了光伏消纳水平，减小了综合运行成本，减小了峰谷差，缓解了火电机组爬坡压力，保障了火电机组运行的稳定性。

技术领域

本发明涉及一种高比例光伏并网下火电机组爬坡压力缓解方法，属于新能源并网消纳及储能技术领域。

背景技术

自规划发布以来，风电、光伏等新能源装机容量逐渐提高，光伏装机容量持续扩大，截至2018年底，已占全部电力装机容量的9.4％。由于光伏具有较强的随机性、间歇性，且仅在白天发电，与负荷高峰时间不同步，高比例光伏并网将给电网运行带来一系列问题。美国加州独立运营商(CAISO)将高比例光伏并网产生的一系列问题称为“鸭子曲线”问题。

目前，目前国内外学者主要从源端、需求端等方面对鸭子曲线进行缓解。在源端，主要是通过调整光伏电池板的朝向来控制光伏发电量，减少对电网的冲击。该方法在一定程度上减小了并网光伏发电功率波动性、缓解了电网调峰压力，具有一定意义，但该方法本质上还是以牺牲光伏消纳功率换取调峰压力的减小，没有从根本上解决问题。在需求端，主要利用智能终端调节负荷使用方式和用电时间的方法来减小用电高峰时段对负荷的需求，增大用电低谷时负荷需求，使用户参与电网调峰，降低爬坡斜率，该方法通过调动用户参与电网调节，缓解高比例光伏并网，具有一定效果，但降低了用户负荷供电可靠性。有学者通过引入热电站来缓解鸭子曲线问题，提高了光伏的消纳水平，取得一定效果，但光热电站对光伏发电功率的转换效率不够高，在本质上与弃光问题类似，还存在一定的不足。不能从根本上解决鸭子曲线问题，尤其是如何有效缓解火电机组爬坡压力，在高比例光伏并网环境下，如何保障火电机组的安全稳定运行能力、保障火电机组的考扰动能力，提高光伏消纳能力等方面还存在不足，亟需加强此方面研究，保障电网安全稳定运行具有重要意义。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种高比例光伏并网下火电机组爬坡压力缓解方法，提高光伏消纳水平，减小综合运行成本，减小峰谷差，缓解火电机组爬坡压力，保障火电机组运行稳定性。

为了实现上述目的，本发明是通过如下技术方案来实现：

本发明的一种高比例光伏并网下火电机组爬坡压力缓解方法，包括以下步骤：

(1)基于预测的光伏发电功率和负荷功率，计算得到高比例光伏并网引起的净负荷鸭子曲线功率；

(2)搭建应对高比例光伏并网的光储系统结构模型，并基于所述光储系统结构模型确定高比例光伏并网协调优化运行方法；

(3)构建缓解高比例光伏并网下火电机组爬坡压力数学模型；

(4)基于线性规划单纯形法对构建的缓解高比例光伏并网下火电机组爬坡压力数学模型进行求解；

(5)基于求解结果，实现对高比例光伏并网下火电机组爬坡压力的缓解。

步骤(1)中，所述高比例光伏并网引起的净负荷鸭子曲线功率的计算方法如公式(1)所示：

P_Y＝P_L-P'_PV(1)

式中，P_Y为净负荷鸭子曲线功率，P'_PV为光伏发电功率，P_L为负荷功率。

步骤(2)中，应对高比例光伏并网的光储系统结构模型搭建方法如下：