[发明专利]规模化新能源并网条件下的火电机组运行灵活性综合评价方法

说明书

本发明公开了一种规模化新能源并网条件下的火电机组运行灵活性综合评价方法。首先，考虑灵活性资源为火电机组时的灵活性衡量指标。其次，以风电并网为例，以电力系统所能承受的风电场出力的最大变化为目标，构造系统灵活性指标模型。接着，通过分析火电机组和风电机组的灵活性运行成本，构造系统灵活性成本模型；接着，综合考虑经济性和灵活性指标构建以最小化年综合费用为优化目标的综合评价体系，添加灵活性裕度约束条件，构建火电机组灵活性运行综合评价模型；最后考虑利用非线性求解器CasADi对步骤五中模型进行求解。本发明综合考虑了火电机组灵活性运行中的综合成本以及灵活性指标问题，为促进新能源消纳提供了良好的条件。

技术领域

本发明涉及火电机组灵活性和经济性运行领域，更具体地，涉及一种火电机组运行灵活性综合评价方法。

背景技术

随着我国能源转型战略的不断推进，新能源呈现持续快速发展态势。然而由于新能源发电出力具有随机性、波动性和间歇性特点，随之产生的新能源消纳问题不容忽视。而我国发电装机以煤电为主，抽水蓄能、燃气发电等灵活调节电源装机占比不到6％，灵活调节能力先天不足。因此，火电机组灵活性运行是提高电力系统调节能力、解决新能源消纳问题的现实选择。

调峰能力不足、负荷响应速度迟缓是制约火电机组运行灵活性的两个关键因素。目前已有学者着眼于深度调峰和快速升降负荷响应，从理论和技术层面研究了火电机组灵活性运行策略以及改造方案。然而，为了持续深入推动火电机组灵活性运行工作，分析计算火电机组参与调峰时的成本并且考虑相应的灵活性调度问题至关重要。因此，如何合理解决新能源并网条件下火电机组运行灵活性的综合评价问题对促进可再生能源行业的蓬勃发展，推进能源革命有着极其重要的现实意义。

目前，规模化新能源并网条件下的灵活性评价指标和评价方法大多是从电力系统运行调度的角度出发，所提指标对于火电机组灵活性的考虑不足；即使少数方法从系统运行成本出发，针对火电机组运行灵活性建立评价模型，但仍未充分考虑新能源出力的随机性和其他成本，因此无法较为全面准确的反映火电机组灵活性运行状况。综上所述，建立一个能兼顾灵活性和经济性的火电机组运行灵活性综合评价模型对于更加全面准确的评价灵活性运行状况至关重要。而有效的火电机组运行灵活性综合评价方法能够进一步降低运行成本、优化火电运行、保证灵活性供需匹配、促进新能源消纳。

发明内容

本发明旨在兼顾灵活性和经济性的条件下，解决现有火电机组运行灵活性评价中存在的上述不足，设计一种规模化新能源并网条件下的火电机组运行灵活性综合评价方法，以优化灵活性运行过程，实现电网更大规模的新能源消纳。

风电并网

为达上述目标，具体技术方案如下：

本发明所提出的一种规模化新能源并网条件下的火电机组运行灵活性综合评价方法，由以下步骤组成：

S1：基于选定灵活性资源的灵活性裕度指标构建；

S2：规模化新能源并网下灵活性指标模型的建立；

S3：规模化新能源并网下灵活性成本模型的建立；

S4：火电机组运行灵活性综合评价模型目标函数的构建；

S5：火电机组灵活性运行约束条件的整合和综合评价模型的最终建立；

S6：所建火电机组运行灵活性综合评价模型的求解。

广义的电力系统灵活性资源在能源供需系统的“源”、“网”、“荷”、“储”四个侧面均以不同的形式存在，“源”即电源侧，“网”即电力传输侧，“荷”即电力需求侧，“储”即电力储存侧，主要由电源侧可调机组、传输侧协调调度、需求侧可控负荷、储存侧储能装置等组成，基于此，步骤S1：基于选定灵活性资源的灵活性裕度指标构建，可具体化为：