[发明专利]一种基于槽式光热电站的电力系统优化调度方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于槽式光热电站的电力系统优化调度方法及系统，获取槽式光热电站的参数；将所述槽式光热电站的参数带入预先构建的聚合运行优化模型进行计算，得到电力系统中槽式光热电站的优化调度方案；其中，所述优化调度方案包括槽式光热电站的启停机台数、运行状态和发电功率；所述聚合运行优化模型包括储热系统运行约束和发电系统运行约束。本发明提供的技术方案考虑了储热系统运行约束和发电系统运行约束提高了模型的准确性，优化了电力系统的调度方案。

技术领域

本发明涉及新能源生产模拟技术领域，具体涉及一种基于槽式光热电站的电力系统优化调度方法及系统。

背景技术

光热发电是近几年新兴的太阳能发电技术，具有储热容量大、调节能力强等优点。通过大规模配置光热电站可以实现与风电、光伏发电的协调互补，有效提升省级电网的新能源消纳量。通过中长期电力系统的生产模拟计算是评估电网新能源消纳量的有效技术手段，因此，亟需建立适用于生产模拟计算的光热电站运行优化模型。光热电站运行环节较为复杂，涉及机组的启停机和储放热等过程，当光热电站数量较多时，会极大增加生产模拟运行优化模型的复杂度和求解难度。因此，可以针对相同类型和装机容量的光热电站进行聚合建模，在保证模型精度的情况下通过缩减变量规模来降低运行优化模型的复杂度，提高生产模拟计算速度。

槽式光热电站是目前国内最为常见的光热发电类型之一。槽式光热电站的运行原理是通过抛物面镜场将太阳辐射汇集到抛物面中央的一条集热管上来加热集热管中的导热介质，导热介质通过加热水蒸气来推动汽轮机进行发电。槽式光热电站的集热管路较长，为避免堵管风险，槽式光热电站的导热介质通常为导热油。此外，槽式光热电站通常配置有储热罐，储热罐的储热介质为熔盐，在夜间无太阳辐射时，通过熔盐加热导热介质进行发电，实现夜间电力的连续供应。槽式光热电站的发电原理如图1所示，其中槽式光热电站的镜场集热系统、储热系统和发电系统相互耦合，汽轮机发电所需热量既可以来源于镜场集热系统，也可以来源于储热罐放热。

受系统结构的影响，槽式光热电站也无法同时进行储热罐的储热和放热操作。目前已有研究提出了一种光热电站聚合建模方法，但该方法未考虑槽式光热电站储热罐不能同时进行储热和放热的运行限制，导致光热电站聚合模型不能准确反映每个电站储热罐的储热量和放热量。如：假设有10台相同装机的槽式光热电站，并且每个电站储热罐的最大储/放热功率均为100MW。当有3台电站在某时段进行储热操作时，那么聚合电站的储热功率和放热功率范围应分别为0-300MW 和0-700MW，而非0-1000MW。此外，由于汽轮机发电能力的限制，光热电站在启机后的第一个时段和停机前的最后一个时段需要在最小技术出力水平，已有方法的聚合光热电站出力爬坡约束并未考虑聚合光热电站启停机的影响，进一步影响了模型的准确性。

发明内容

为解决现有技术中未考虑槽式光热电站储热罐不能同时进行储热和放热的运行限制，导致光热电站聚合模型不能准确反映每个电站储热罐的储热量和放热量，本发明提供了一种基于槽式光热电站的电力系统优化调度方法，包括：

获取槽式光热电站的参数；

将所述槽式光热电站的参数带入预先构建的聚合运行优化模型进行计算，得到电力系统中槽式光热电站的优化调度方案；

其中，所述优化调度方案包括槽式光热电站的启停机台数、运行状态和发电功率；所述聚合运行优化模型包括储热系统运行约束和发电系统运行约束。

优选的，所述聚合运行优化模型包括：槽式光热电站的储热系统运行约束、热电耦合运行约束和发电系统运行约束。

优选的，所述槽式光热电站的储热系统运行约束包括：

热量平衡约束、储/放热量限制约束、储热罐热量平衡约束和储热罐容量约束。

优选的，所述储/放热量限制约束，如下式所示：