一种基于电力经济性平衡的光伏-光热容量配置规划方法技术

本发明专利技术涉及一种基于电力经济性平衡的光伏

【技术实现步骤摘要】
一种基于电力经济性平衡的光伏
‑
光热容量配置规划方法


[0001]本专利技术涉及电力
，尤其涉及一种基于电力经济性平衡的光伏
‑
光热容量配置规划方法。

技术介绍

[0002]光热发电由于其自带大规模、安全性高的储能系统，不仅是清洁稳定的电源，而且可以扮演为风、光等新能源调峰调频的关键角色。光热连续发电的最小出力可以降至15％，爬坡速度快，升降负荷速率可达每分钟3％
‑
5％额定功率，冷态启动时间1小时左右、热态启动时间约25分钟。光热还与常规火电机组同样具备转动惯量和无功功率支持，可为电网的频率稳定、电压稳定、同步稳定提供支撑。在新型电力系统的框架下，光热发电、光伏发电、陆上风电互补调节的风光热大型综合可再生能源发电基地还将是我国“大电网+大基地”发展模式的重要组成形式之一。
[0003]近年来，光伏发电的成本一直在迅速下降，装机规模也持续高速增长。然而，由于光伏发电存在夜间无法发电、输出功率不可调节等不足，使其在电量消纳、电力支撑等方面仍受到限制。由于光热发电与光伏发电均属太阳能发电技术，虽然光热发电因投资成本较高制约了其发展，但其具备储能、输出功率灵活可调等能力，可以解决光伏发电的不足，将光热发电与光伏发电联合开发具有提高项目经济性的优势。
[0004]未来新型电力系统仍为交流同步电网，需要传统同步电机与调相机以及构网技术为基础的电力电子设备共同构造稳定电网。当前，同步机组开机最小占比的比例是维持大电网稳定运行的有效方法之一。电源侧需要保持一定规模同步电机，适量发展带同步电机的电源以保证电网支撑能力。
[0005]当前电力辅助服务市场在电网支撑方面尚未建立相关市场机制，电源侧主要是根据区域政策进行同步电机或储能的相应配比。如有方法是通过对光热电站容量进行优化配置，降低弃风、弃光率，适应风光快速功率波动的调节需求，提高新能源的消纳率。还有方法可以使光伏发电和光热发电优势互补，使广义负荷波动最小化。
[0006]当前，由于电力市场改革加速，未来上网电价将主要由电力现货市场决定。在常规的光热电站中，集热镜场的造价成本通常占比为光热电站的50％左右，而储热容量也将由光热集热镜场规模以及电加热装置的计划运行时间共同决定。现有的光伏
‑
光热容量配置规划技术通常只考虑储热容量的影响，没有考虑到镜场造价成本的影响，和未来电价会受电力市场供需波动而实时变化的影响，以及电力系统对转动惯量的需要，相应没有能根据这些外部边界条件进行匹配优化，这将造成光伏
‑
光热项目投资方未能在电力现货市场环境下取得最优收益，也会导致电力系统的整体建设成本上升。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种基于电力经济性平衡的光伏
‑
光热容量配置规划方法，为破解能源发展过程中“难以兼顾安全、经济、绿色协同发展”的不可能三角问题，在电力市
场环境下，通过对考虑经济约束下的电力平衡进行综合规划求解，实现得出新建光伏
‑
光热项目在建设期的最优容量配置方案，为新型电力系统建设提供在满足同等规模电力需求安全情况下的最经济的绿色建设方案。
[0008]本专利技术提供了一种基于电力经济性平衡的光伏
‑
光热容量配置规划方法，包括如下步骤：
[0009]步骤1：确定拟建设光伏
‑
光热项目的总体建设规模，包括：
[0010]根据政策是否对光伏
‑
光热项目的容量配置有强制要求配比，得出光伏
‑
光热项目的容量配比约束条件为：
[0011][0012]如果没有则省去此约束条件，如有不同的政策要求，则根据最新政策调整相应约束条件；
[0013]其中，P
Pn
为光伏在方案n时的拟配置规模；P
Stn
为光热的功率输出模块汽机单元在方案n时的拟配置规模；x为政策要求的光伏
‑
光热项目的容量配置配比；
[0014]步骤2：预测拟建光伏
‑
光热项目未来在运行期间的分时电价情况；
[0015]步骤3：根据分时电价情况以及光伏
‑
光热项目的总体建设规模，根据优化算法得出拟建光伏
‑
光热项目在规划期下的分时输出功率特性，综合电能量市场收益与电力辅助服务市场收益的影响，建立以项目投资收益率最优为目标的光伏
‑
光热容量优化配置模型，其中：
[0016]光热的分时输出功率为：
[0017]P
Sn
(t)＝f(P
Scn
,P
Ssn
,P
Stn
,P
Sen
,P
Pn
(t),C
Sn
(t),PR(t),t)
[0018]式中，t∈T，T为规划周期；P
Sn
(t)为t时刻光热系统在方案n时的输出功率；P
P0
(t)为t时刻光伏系统在方案n时的输出功率；C
Sn
(t)为t时刻下光热发电在方案n时的可变成本；PR(t)为t时刻下的分时电价；P
Ssn
为光热的储热模块熔盐储罐单元在方案n时的拟配置规模；P
Scn
为光热的集热模块镜场单元在方案n时的拟配置规模；P
Sen
为光热的电加热模块在方案n时的拟配置规模；
[0019]光伏
‑
光热项目在方案n时的建设期间总成本为：
[0020]E
n
＝g(P
Scn
,P
Ssn
,P
Stn
,P
Sen
,P
Pn
)
[0021]光伏
‑
光热项目在方案n时，在规划周期T中能量市场与辅助服务市场的总收益为：
[0022][0023]步骤4：建立规划约束及运行稳定性约束；其中，相关约束条件包括：不超过规划地区各种电源型式的可开发资源规模；拟建设项目规模符合规划地区的备用容量需求；拟建设项目在规模配比下的转动惯量特性符合送出线路正常运行要求；
[0024]步骤5：通过对光伏
‑
光热项目各部分的配置规模进行寻优训练求解，确定项目投资收益率最高的光伏
‑
光热项目容量配置；其中，光伏
‑
光热项目在方案n时的收益率为：
[0025]η
n
＝i(E
n
,π
n
,v,T)
[0026]在相关约束条件下，对以项目收益率最大为目标进行N种方案的对比寻优计算，确定光伏
‑
光热项目的最优容量配置方案。
[0027]借由上述方案，通过基于电力经济性平衡的光伏
‑
光热容量配置规划方法，可以在规划阶段提出最适合电力系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电力经济性平衡的光伏
‑
光热容量配置规划方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：确定拟建设光伏
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光热项目的总体建设规模，包括：根据政策是否对光伏
‑
光热项目的容量配置有强制要求配比，得出光伏
‑
光热项目的容量配比约束条件为：如果没有则省去此约束条件，如有不同的政策要求，则根据最新政策调整相应约束条件；其中，P
Pn
为光伏在方案n时的拟配置规模；P
Stn
为光热的功率输出模块汽机单元在方案n时的拟配置规模；x为政策要求的光伏
‑
光热项目的容量配置配比；步骤2：预测拟建光伏
‑
光热项目未来在运行期间的分时电价情况；步骤3：根据分时电价情况以及光伏
‑
光热项目的总体建设规模，根据优化算法得出拟建光伏
‑
光热项目在规划期下的分时输出功率特性，综合电能量市场收益与电力辅助服务市场收益的影响，建立以项目投资收益率最优为目标的光伏
‑
光热容量优化配置模型，其中：光热的分时输出功率为：P
Sn
(t)＝f(P
Scn
,P
Ssn
,P
Stn
,P
Sen
,P
Pn
(t),C
Sn
(t),PR(t),t)式中，t∈T，T为规划周期；P
Sn
(t)为t时刻光热系统在方案n时的输出功率，相应P
Pn
(t)为t时刻光伏系统在方案n时的输出功率；P
P0
(t)为t时刻光伏系...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷振锋，戴成伟，郝洪亮，唐宏芬，朱鸿飞，段琦玮，王丽杰，陈洪胜，
申请(专利权)人：大唐海南新能源开发有限公司，
类型：发明
国别省市：