一种新能源分级互动消纳方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种新能源分级互动消纳方法，包括：根据预先构建的基于调度计划的新能源跨区域消纳模型，得到现有跨区域系统中各断面下的新能源消纳情况，并基于所述新能源消纳情况进行断面划分重组，得到由新划分的多个断面和断面级别组成的互联跨区域系统，以及各级断面的互动系数；在此基础上求解预先构建的基于互动系数的新能源互动消纳模型，计算得到使所述互联跨区域系统新能源互动量最小和新能源弃电最小的各断面下新能源发电计划和联络线输送计划。本发明专利技术提供的技术方案促进新能源富余发电消纳，降低新能源互动协调整体难度。

A new energy consumption method and system

【技术实现步骤摘要】
一种新能源分级互动消纳方法和系统
本专利技术涉及新能源消纳领域，具体涉及一种新能源分级互动消纳方法和系统。
技术介绍
根据新能源资源分布特性，局部地区新能源资源丰富，但相应负荷需求偏低，使得本地区无法靠自身全额消纳新能源发电，而借助省内、省间、跨区联络线外送消纳，设定新能源省内、省间、跨区互动消纳策略是目前解决此类问题的重要途经。但新能源与省内、省间、跨区火电机组的互动，需省级、分中心级、国调级调度机构结合电网运行情况进行协调，互动难度逐步提高。
技术实现思路
为解决新能源在省内、省间、跨区进行互动调度难度递增的现象，本专利技术提出一种新能源分级互动消纳方法，提出“互动系数”以描述新能源互动调度难度，并构建基于调度计划的新能源跨区域消纳模型和基于互动系数的新能源互动消纳模型，利用时序仿真法分析跨区域系统新能源消纳情况，并优化新能源省内、省间、跨区互动消纳策略，促进新能源富余发电消纳，降低新能源互动协调难度。本专利技术提供的技术方案是：一种新能源分级互动消纳方法，包括：基于调度计划的新能源跨区域消纳模型，得到现有跨区域系统中各断面下的新能源消纳情况；根据所述现有各断面下的新能源消纳情况进行断面划分重组，得到由新划分的多个断面和断面级别组成的互联跨区域系统；将所述新划分的各类断面和断面级别以及预先设定的各级断面的互动系数带入预先构建的基于互动系数的新能源互动消纳模型，计算得到使考虑互动系数的所述互联跨区域系统新能源互动量最小和新能源弃电最小的各断面下新能源发电计划，以及所述互联跨区域系统中区域内、区域间各断面联络线输送计划。优选的，所述基于调度计划的新能源跨区域消纳模型，得到现有各断面下的新能源消纳情况，包括：采用混合整数规划法求解所述基于调度计划的新能源跨区域消纳模型，得到现有各断面下新能源的理想发电功率曲线；基于所述各断面下新能源的理想发电功率曲线，分析计算得到现有各断面下新能源消纳情况。优选的，所述根据所述现有各断面下的新能源消纳情况进行断面划分重组，得到由新划分的多个断面和断面级别组成的互联跨区域系统，包括：根据所述现有各断面下的新能源消纳情况并结合各断面中的弃风弃光，将存在新能源弃电现象的相邻断面融合，得到新划分的多个断面；基于所述新划分的多个断面的新能源消纳情况，以存在新能源弃电现象的断面为基准，将剩余断面划分为包含多级断面的互联跨区域系统。优选的，所述各级断面的互动系数的设定包括：根据所述多级断面，设定级别越高断面互动系数越大，且连接断面互动系数小于不连接断面互动系数。优选的，所述基于调度计划的新能源跨区域消纳模型的建立包括：依据所述现有跨区域系统中现有断面新能源机组运行参数和负荷情况，得到新能源发电出力曲线、火电机组运行状态、火电机组发电功率、特高压直流线路输送计划、跨区域系统备用需求和负荷节点发电需求；根据所述新能源发电出力曲线中新能源机组理论发电能力和实际出力，确定以跨区域系统新能源弃电量最小为优化目标的目标函数；根据所述火电机组运行状态、火电机组发电功率、特高压直流线路输送计划、跨区域系统备用需求和负荷节点发电需求，确定所述目标函数的跨区域系统各断面下的电力平衡约束、跨区域系统备用约束、跨区域系统各断面下的火电机组运行约束、跨区域系统各断面间的联络线运行约束、跨区域系统特高压直流线路运行约束和跨区域系统各断面下的新能源发电约束。优选的，所述基于互动系数的新能源互动消纳模型的建立包括：依据所述互联跨区域系统中各断面各类发电机组运行参数和负荷情况，得到新能源发电出力曲线、火电机组运行状态、火电机组发电功率、特高压直流线路输送计划、跨区域系统备用需求和负荷节点发电需求；根据所述互联跨区域系统中新能源机组发电出力曲线、火电机组发电功率和各断面中火电机组的互动系数，确定以考虑互动系数的跨区域系统新能源互动量最小和新能源弃电最小为优化目标的目标函数；根据所述火电机组运行状态、火电机组发电功率、特高压直流线路输送计划、跨区域系统备用需求和负荷节点发电需求，确定所述目标函数的互联跨区域系统各断面下的电力平衡约束、互联跨区域系统各断面备用约束、互联跨区域系统各断面下的火电机组运行约束、互联跨区域系统各断面间的联络线运行约束、互联跨区域系统各断面特高压直流线路运行约束和互联跨区域系统各断面新能源互动消纳约束。进一步的，所述以跨区域系统新能源弃电量最小为优化目标的目标函数如下式所示：其中，T为模型仿真时间长度，I为跨区域系统中现有断面数目，为断面i中风电场wi在t时段的理论发电能力，为断面i中光伏电站pi在t时段的理论发电能力，为断面i中风电场wi在t时段的实际出力，为断面i中光伏电站pi在t时段的实际出力，Wi为断面i中风光场站数目，Pi为断面i中光伏电站数目。进一步的，所述以考虑互动系数的跨区域系统新能源互动量最小和新能源弃电最小为优化目标的目标函数如下式所示：其中，J为互联跨区域系统中六类断面；Ij为互联跨区域系统中第j类断面数目；Cj为互联跨区域系统中第j类断面中火电机组的互动系数，且Cj小于1；为互联跨区域系统中第j类断面中断面i火电机组fij在t时段发电功率增量；为互联跨区域系统中第j类断面中断面i风电场wij在t时段发电功率增量；为互联跨区域系统中第j类断面中断面i光伏电站pij在t时段发电功率增量。一种新能源分级互动消纳系统，所述系统包括：基于调度计划的新能源跨区域消纳模块，用于基于预先构建的基于调度计划的新能源跨区域消纳模型，分析计算现有各断面下的新能源消纳情况；断面重组模块，用于根据所述现有各断面下的新能源消纳情况进行断面划分重组，得到由新划分的多个断面和断面级别组成的互联跨区域系统，并设定各级断面的互动系数；基于互动系数的新能源互动消纳模块，用于基于新划分的各类断面和断面级别以及各级断面的互动系数，根据预先构建的基于互动系数的新能源互动消纳模型，计算得到使考虑互动系数的所述互联跨区域系统新能源互动量最小和新能源弃电最小的各断面下新能源发电计划，以及所述互联跨区域系统中区域内、区域间各断面联络线输送计划。优选的，所述基于调度计划的新能源跨区域消纳模块包括：第一目标函数单元、第一约束条件单元和消纳分析单元；所述第一目标函数单元，用于根据新能源发电出力曲线中新能源机组理论发电能力和实际出力，确定以跨区域系统新能源弃电量最小为优化目标的目标函数；所述第一约束条件单元，用于根据火电机组运行状态、火电机组发电功率、特高压直流线路输送计划、跨区域系统备用需求和负荷节点发电需求，确定以跨区域系统新能源弃电量最小为优化目标的目标函数的跨区域系统各断面下的电力平衡约束、跨区域系统备用约束、跨区域系统各断面下的火电机组运行约束、跨区域系统各断面间的联络线运行约束、跨区域系统特高压直流线路运行约束和跨区域系统各断面下的新能源发电约束；所述消纳分析单元，用于采用混合整数规划本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新能源分级互动消纳方法，其特征在于，包括：/n根据预先构建的基于调度计划的新能源跨区域消纳模型，得到现有跨区域系统中各断面下的新能源消纳情况；/n根据所述现有各断面下的新能源消纳情况进行断面划分重组，得到由新划分的多个断面和断面级别组成的互联跨区域系统；/n将所述新划分的各类断面和断面级别以及预先设定的各级断面的互动系数带入预先构建的基于互动系数的新能源互动消纳模型，计算得到使考虑互动系数的所述互联跨区域系统新能源互动量最小和新能源弃电最小的各断面下新能源发电计划，以及所述互联跨区域系统中区域内、区域间各断面联络线输送计划。/n

【技术特征摘要】
1.一种新能源分级互动消纳方法，其特征在于，包括：
根据预先构建的基于调度计划的新能源跨区域消纳模型，得到现有跨区域系统中各断面下的新能源消纳情况；
根据所述现有各断面下的新能源消纳情况进行断面划分重组，得到由新划分的多个断面和断面级别组成的互联跨区域系统；
将所述新划分的各类断面和断面级别以及预先设定的各级断面的互动系数带入预先构建的基于互动系数的新能源互动消纳模型，计算得到使考虑互动系数的所述互联跨区域系统新能源互动量最小和新能源弃电最小的各断面下新能源发电计划，以及所述互联跨区域系统中区域内、区域间各断面联络线输送计划。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于调度计划的新能源跨区域消纳模型，得到现有各断面下的新能源消纳情况，包括：
采用混合整数规划法求解所述基于调度计划的新能源跨区域消纳模型，得到现有各断面下新能源的理想发电功率曲线；
基于所述各断面下新能源的理想发电功率曲线，分析计算得到现有各断面下新能源消纳情况。


3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述现有各断面下的新能源消纳情况进行断面划分重组，得到由新划分的多个断面和断面级别组成的互联跨区域系统，包括：
根据所述现有各断面下的新能源消纳情况并结合各断面中的弃风弃光，将存在新能源弃电现象的相邻断面融合，得到新划分的多个断面；
基于所述新划分的多个断面的新能源消纳情况，以存在新能源弃电现象的断面为基准，将剩余断面划分为包含多级断面的互联跨区域系统。


4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述各级断面的互动系数的设定包括：
根据所述多级断面，设定级别越高断面互动系数越大，且连接断面互动系数小于不连接断面互动系数。


5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于调度计划的新能源跨区域消纳模型的建立包括：
依据所述现有跨区域系统中现有断面新能源机组运行参数和负荷情况，得到新能源发电出力曲线、火电机组运行状态、火电机组发电功率、特高压直流线路输送计划、跨区域系统备用需求和负荷节点发电需求；
根据所述新能源发电出力曲线中新能源机组理论发电能力和实际出力，确定以跨区域系统新能源弃电量最小为优化目标的目标函数；
根据所述火电机组运行状态、火电机组发电功率、特高压直流线路输送计划、跨区域系统备用需求和负荷节点发电需求，确定所述目标函数的跨区域系统各断面下的电力平衡约束、跨区域系统备用约束、跨区域系统各断面下的火电机组运行约束、跨区域系统各断面间的联络线运行约束、跨区域系统特高压直流线路运行约束和跨区域系统各断面下的新能源发电约束。


6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于互动系数的新能源互动消纳模型的建立包括：
依据所述互联跨区域系统中各断面各类发电机组运行参数和负荷情况，得到新能源发电出力曲线、火电机组运行状态、火电机组发电功率、特高压直流线路输送计划、跨区域系统备用需求和负荷节点发电需求；
根据所述互联跨区域系统中新能源机组发电出力曲线、火电机组发电功率和各断面中火电机组的互动系数，确定以考虑互动系数的跨区域系统新能源互动量最小和新能源弃电最小为优化目标的目标函数；
根据所述火电机组运行状态、火电机组发电功率、特高压直流线路输送计划、跨区域系统备用需求和负荷节点发电需求，确定所述目标函数的互联跨区域系统各断面下的电力平衡约束、互联跨区域系统各断面备用约束、互联跨区域系统各断面下的火电机组运行约束、互联跨区域系统各断面间的联络线运行约束、互联跨区域系统各断面特高压直流线路运行约束和互联跨区域系统各断面新能源互动消纳约束。


7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述以跨区域系统新能源弃电量最小为优化目标的目标函数如下式所示：



其中，T为模型仿真时间长度，I为跨区域系统中现有断面数目，为断面i中风电场wi在t时段的理论发电能力，为断面i中光伏电站pi在t时段的理论发电能力，为断面i中风电场wi在t时段的实际出力，为断面i中光伏电站pi在t时段的实际出力，Wi为断面i中风光场站数目，Pi为断面i中光伏电站数目。


8.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：王会超，栗峰，董存，叶荣波，耿多，耿天翔，范高锋，周昶，孙檬檬，李登宣，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国网宁夏电力有限公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32