CN103366030A - 风电与抽水蓄能电站联合承担系统基荷运行模拟方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种风电与抽水蓄能电站联合承担系统基荷的运行模拟方法及装置，通过依据风电接入电网上限约束确定风电场的弃风电力，接着安排抽水蓄能电站在风电弃风时段利用弃风电力抽水，然后安排抽蓄在风电未越限时段发电，优化风蓄联合出力，最终依据风蓄联合电场的出力修正负荷曲线获取净负荷曲线，然后依据此净负荷曲线对电力系统中的机组进行模拟，此方案便于分析风蓄联合对电力系统整体运行技术经济性的影响，且实现方法简单、计算速度快，便于工程应用。

Description

风电与抽水蓄能电站联合承担系统基荷运行模拟方法

技术领域

本发明涉及电力系统经济运行技术领域，特别涉及一种风电与抽水蓄能电站联合承担系统基荷的运行模拟方法及装置。

背景技术

风电是可再生、绿色能源，但是其出力具有随机性、波动性及反调峰性等特点，大规模风电并入电网后将增大电力系统调峰、调频的难度，影响系统安全稳定运行。抽水蓄能电站具有快速启动带负荷，事故率低，调峰能力强等特点，风电与抽水蓄能联合运行是提高风电利用率，降低风电出力对电力系统影响的有效途径。

目前针对风蓄联合运行的研究，一般以仅含风电和抽蓄两种电源的简单系统为研究对象。研究主要分为两类，一类是以联合系统经济效益最大为目标，确定抽蓄运行方式，以配合风电的运行；另外一类则是研究并提出风蓄联合运行的各种模式，如全部风电供抽蓄抽水后并网运行、部分风电直接并网，部分风电供抽蓄抽水运行等。

电力负荷曲线中最小负荷水平线以下的部分称为基荷。现有的风蓄联合带基荷运行模型主要是按照一定的目标函数和约束条件通过运筹学算法或者智能优化算法求出与风电联合运行的抽水蓄能电站的工作方式。现有的技术有以下不足：第一，仅从风蓄孤立系统的角度，实现风蓄联合的优化运行，不方便嵌入电力系统运行模拟分析软件进行大型电力系统运行模拟计算，不利于分析风蓄联合运行对电力系统整体运行技术经济性的影响；第二，运筹学算法或者智能优化算法求解困难，且一般存在维数灾问题，因此不利于现代含大规模风电的大型电力系统的工程实际模拟计算工作。

针对现有技术中不方便嵌入电力系统运行模拟分析软件进行大型电力系统运行模拟计算，不利于分析风蓄联合运行对电力系统整体运行技术经济性的影响以及算法求解困难的问题，提出了一种风电与抽水蓄能电站联合承担系统基荷的运行模拟方法及装置是电力系统经济运行技术领域目前急待解决的问题之

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提出了一种风电与抽水蓄能电站联合承担系统基荷的运行模拟方法及装置，通过依据风电接入电网上限约束确定风电场的弃风电力，接着安排抽水蓄能电站在风电弃风时段利用弃风电力抽水，然后安排抽蓄在风电未越限时段发电，优化风蓄联合出力，最终依据风蓄联合电场的出力修正负荷曲线获取净负荷曲线，然后依据此净负荷曲线对电力系统中的机组进行模拟，此方案便于分析风蓄联合对电力系统整体运行技术经济性的影响，且实现方法简单、计算速度快，便于工程应用。

为解决上述技术问题，本发明实施例的目的是通过以下技术方案实现的：

一种风电与抽水蓄能电站联合承担系统基荷的运行模拟方法，包括：

步骤一、依据风电接入电网上限约束确定风电场的弃风电力；

步骤二、安排抽水蓄能电站在风电弃风时段利用弃风电力抽水；

步骤三、安排抽蓄在风电未越限时段发电，优化风蓄联合出力；

步骤四、依据风蓄联合电场的出力修正负荷曲线获取净负荷曲线，然后依据此净负荷曲线对电力系统中的机组进行模拟。

优选的，上述步骤一中，电网上限约束为P_WSt≤P_WN·α_t；

其中，P_WSt为t时段风电并网电力上限约束；P_WN为风电场装机容量；α_t为t时段系统接纳风电上限系数。

优选的，上述步骤一中，

弃风电力计算方法为： $\left\{\begin{array}{c}{P}_{\mathrm{WQt}}=P_{\mathrm{WT}}-P_{\mathrm{WSt}},P_{\mathrm{Wt}}>P_{\mathrm{WSt}}\\ 0,P_{\mathrm{Wt}}\≤P_{\mathrm{WSt}}\end{array}\right.$

其中，P_WSt为t时段风电并网电力上限；P_Wt为风电场实际出力；P_WQt为t时段风电场弃风电力。

优选的，上述步骤二中，是根据抽水蓄能电站的抽水功率及抽水库容安排抽蓄利用风电弃风电力抽水，如下公式所示：

$\left\{\begin{array}{c}{L}_{\mathrm{Pint}}=P_{\mathrm{WQt}},C_i\&GreaterEqual;P_{\mathrm{WQt}}\\ L_{\mathrm{Pint}}=C_i,C_i<P_{\mathrm{WQt}}\end{array}\right.$

$E_{\mathrm{PVim}}=\underset{t=1}{\overset{24}{\mathrm{\&Sigma;}}}{L}_{\mathrm{Pimt}}\&le;E_{\mathrm{PVi}}$

其中，C_i、E_PVi分别为抽水蓄能电站i单机容量、日最大抽水库容；E_PVim、L_Pimt分别为抽水蓄能电站i水平年m月典型日抽水电量、抽水电力。

优选的，上述步骤三中，在安排抽蓄在风电未越限的时段发电，并使这些时段风蓄联合出力尽量平稳，有如下公式进行计算：

$\min \underset{t=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{(P_{\mathrm{WPt}}-\frac{1}{N}\underset{t=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{P}_{\mathrm{WPt}})}^2$

$\underset{t=1}{\overset{24}{\mathrm{\&Sigma;}}}{P}_{\mathrm{Pimt}}={\mathrm{\&eta;}}_i\underset{t=1}{\overset{24}{\mathrm{\&Sigma;}}}{L}_{\mathrm{Pimt}}$

P_Pimt、L_Pimt互斥，

其中，N为优化时段数；P_WPt为t时段风蓄联合出力的实际值，包括风电接入电网部分出力和抽水蓄能电站发电出力，P_Pimt为抽水蓄能电站i水平年m月典型日发电电力；η_i为抽水蓄能电站i抽水-发电转换效率。

优选的，上述步骤三中，进一步包括，当步骤三完成后，如果各时段风蓄联合出力均达到电网接纳风电上限约束，则优化结束，执行下一步骤四，否则，将执行如下步骤：

首先，安排抽蓄在风电出力较大的时段抽水；

然后，安排抽蓄在风电出力较小的时段发电，并使风蓄联合出力尽量平稳。

优选的，上述步骤四中，是依据风蓄联合电场的出力修正负荷曲线，即从负荷曲线中扣除风蓄联合出力曲线，得到净负荷曲线。

优选的，上述步骤四中，是依据获取的系统净负荷曲线，进行电力系统其他类型机组运行模拟。

优选的，进一步包括获取净负荷曲线后，在此基础上按照一定优化原则安排电力系统中火电、水电、不与风电联合运行的抽水蓄能电站、核电等机组的运行方式。

优选的，上述步骤四中，进一步包括计算系统技术经济指标，评价风蓄联合运行方式对整个系统的影响。

一种风电与抽水蓄能电站联合承担系统基荷的运行模拟装置，包括计算单元、抽水执行单元、优化单元及执行单元，通过依据风电接入电网上限约束确定风电场的弃风电力，接着安排抽水蓄能电站在风电弃风时段利用弃风电力抽水，然后安排抽蓄在风电未越限时段发电，优化风蓄联合出力，最终依据风蓄联合电场的出力修正负荷曲线获取净负荷曲线，然后依据此净负荷曲线对电力系统中的机组进行模拟。

优选的，上述计算单元用于依据风电接入电网上限约束确定风电场的弃风电力。

优选的，上述抽水执行单元用于安排抽水蓄能电站在风电弃风时段利用弃风电力抽水。

优选的，上述优化单元用于安排抽蓄在风电未越限时段发电，优化风蓄联合出力。

优选的，上述修正及调节单元用于依据风蓄联合电场的出力修正负荷曲线获取净负荷曲线，然后依据此净负荷曲线对电力系统中的机组进行模拟。

优选的，还包括一评价单元用于计算系统技术经济指标，评价风蓄联合运行方式对整个系统的影响。

综上所述，本发明提供了一种风电与抽水蓄能电站联合承担系统基荷的运行模拟方法及装置，通过依据风电接入电网上限约束确定风电场的弃风电力，接着安排抽水蓄能电站在风电弃风时段利用弃风电力抽水，然后安排抽蓄在风电未越限时段发电，优化风蓄联合出力，最终依据风蓄联合电场的出力修正负荷曲线获取净负荷曲线，然后依据此净负荷曲线对电力系统中的机组进行模拟，此方案便于分析风蓄联合对电力系统整体运行技术经济性的影响，且实现方法简单、计算速度快，便于工程应用。

附图说明

图1为本发明一种风电与抽水蓄能电站联合承担系统基荷的运行模拟方法流程图；

图2为本发明实施例的装置示意图；

图3为本发明一具体实施例之风蓄联合带基荷运行模拟原理框图；

图4为本发明之风蓄联合承担系统基荷模拟效果示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供的一种风电与抽水蓄能电站联合承担系统基荷的运行模拟方法及装置，通过依据风电接入电网上限约束确定风电场的弃风电力，接着安排抽水蓄能电站在风电弃风时段利用弃风电力抽水，然后安排抽蓄在风电未越限时段发电，优化风蓄联合出力，最终依据风蓄联合电场的出力修正负荷曲线获取净负荷曲线，然后依据此净负荷曲线对电力系统中的机组进行模拟，此方案便于分析风蓄联合对电力系统整体运行技术经济性的影响，且实现方法简单、计算速度快，便于工程应用。

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

本方案的主要思路为：提供一种风电与抽水蓄能电站联合承担系统基荷的运行模拟方法，该方法便于嵌入电力运行模拟分析软件，方便分析风蓄联合对电力系统整体运行技术经济性的影响，且实现方法简单、计算速度快，便于工程应用。

本发明实施例提供一种风电与抽水蓄能电站联合承担系统基荷的运行模拟方法，如图1所示，具体步骤包括：

步骤一、依据风电接入电网上限约束确定风电场的弃风电力；

具体而言，在本发明实施例中，是根据输入的风电出力保证率和风电出力保证率曲线确定风电日24小时的出力水平P_Wt，然后依据按风电接入电网上限约束确定各时段系统不能接纳的风电出力。

风电场并网电力上限约束：P_WSt≤P_WN·α_t    公式(1)

各时段风电弃风计算方法： $\left\{\begin{array}{c}{P}_{\mathrm{WQt}}=P_{\mathrm{WT}}-P_{\mathrm{WSt}},P_{\mathrm{Wt}}>P_{\mathrm{WSt}}\\ 0,P_{\mathrm{Wt}}\&le;P_{\mathrm{WSt}}\end{array}\right.$ 公式(2)

P_WSt为t时段风电并网电力上限约束；P_WN为风电场装机容量；P_Wt为风电场实际出力；P_WQt为t时段风电场弃风电力；α_t为t时段系统接纳风电上限系数。即，电网上限约束为：P_WSt≤P_WN·α_t其中，P_WSt为t时段风电并网电力上限；P_WN为风电场装机容量；α_t为t时段系统接纳风电上限系数。

步骤二、安排抽水蓄能电站在风电弃风时段利用弃风电力抽水；

具体而言，在本发明实施例中，根据步骤一确定的风电弃风电力，根据抽水蓄能电站的抽水功率及抽水库容安排抽蓄利用风电弃风电力抽水，如式(3)-式(4)所示：

$\left\{\begin{array}{c}{L}_{\mathrm{Pint}}=P_{\mathrm{WQt}},C_i\&GreaterEqual;P_{\mathrm{WQt}}\\ L_{\mathrm{Pint}}=C_i,C_i<P_{\mathrm{WQt}}\end{array}\right.$ 公式(3)

$E_{\mathrm{PVim}}=\underset{t=1}{\overset{24}{\mathrm{\&Sigma;}}}{L}_{\mathrm{Pimt}}\&le;E_{\mathrm{PVi}}$ 公式(4)

C_i、E_PVi分别为抽水蓄能电站i单机容量、日最大抽水库容；E_PVim、L_Pimt分别为抽水蓄能电站i水平年m月典型日抽水电量、抽水电力。

步骤三、安排抽蓄在风电未越限时段发电，优化风蓄联合出力；

具体而言，在本发明实施例中，即安排抽蓄在风电未越限时段发电，并使这些时段风蓄联合出力尽量平稳，实现对风蓄联合出力的优化。

进一步的，在本方案中，将根据步骤二确定的抽水蓄能电站抽水电量，在满足式(1)的前提下，安排抽蓄在风电未越限的时段发电，并使这些时段风蓄联合出力尽量平稳，如式(5)-式(7)所示：

$\min \underset{t=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{(P_{\mathrm{WPt}}-\frac{1}{N}{P}_{\mathrm{WPt}})}^2$ 公式(5)

$\underset{t=1}{\overset{24}{\mathrm{\&Sigma;}}}{P}_{\mathrm{Pimt}}={\mathrm{\&eta;}}_i\underset{t=1}{\overset{24}{\mathrm{\&Sigma;}}}{L}_{\mathrm{Pimt}}$ 公式(6)

P_Pimt、L_Pimt互斥，

公式(7)

N为优化时段数；P_WPt为t时段风蓄联合出力的实际值，包括风电接入电网部分出力和抽水蓄能电站发电出力，P_Pimt为抽水蓄能电站i水平年m月典型日发电电力；η_i为抽水蓄能电站i抽水-发电转换效率。

进一步的，在本方案中，当步骤三完成后，如果各时段风蓄联合出力均达到电网接纳风电上限约束，则优化结束，则执行下一步骤四，否则，将执行如下步骤：

首先，安排抽蓄在风电出力较大的时段抽水；

然后，安排抽蓄在风电出力较小的时段发电，并使风蓄联合出力尽量平稳；

即利用在安排抽蓄在风电出力较大的时段抽水时，确定的抽水蓄能电站的抽水电量，在满足公式(1)的前提下，安排抽蓄在风电出力较小的时段发电，并使这些时段风蓄联合满足式(5)-式(7)所示，保证风蓄联合出力出力尽量平稳。

$\min \underset{t=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{(P_{\mathrm{WPt}}-\frac{1}{N}\underset{t=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{P}_{\mathrm{WPt}})}^2$ 公式(5)

$\underset{t=1}{\overset{24}{\mathrm{\&Sigma;}}}{P}_{\mathrm{Pimt}}={\mathrm{\&eta;}}_i\underset{t=1}{\overset{24}{\mathrm{\&Sigma;}}}{L}_{\mathrm{Pimt}}$ 公式(6)

P_Pimt、L_Pimt互斥，

公式(7)

N为优化时段数；P_WPt为t时段风蓄联合出力的实际值，包括风电接入电网部分出力和抽水蓄能电站发电出力，P_Pimt为抽水蓄能电站i水平年m月典型日发电电力；η_i为抽水蓄能电站i抽水-发电转换效率。

步骤四、依据风蓄联合电场的出力修正负荷曲线获取净负荷曲线，然后依据此净负荷曲线对电力系统中的机组进行模拟。

具体而言，在本发明实施例中，首先将依据风蓄联合电场的出力修正负荷曲线，即从负荷曲线中扣除风蓄联合出力曲线，得到净负荷曲线。

然后，依据获取的系统净负荷曲线，进行电力系统其他类型机组运行模拟：即依据获取的系统净负荷曲线，在此基础上按照一定优化原则安排电力系统中火电、水电、不与风电联合运行的抽水蓄能电站、核电等机组的运行方式。

进一步的，在本方案中，还包括计算系统技术经济指标，评价风蓄联合运行方式对整个系统的影响。即，根据步骤四完成的运行模拟结果，统计系统各项技术经济指标，评价分析风蓄联合运行方式对整个电力系统的影响。

图3为本发明一具体实施例方法流程图。

构造某小型电力系统，最高负荷50000MW、风电装机5000MW、抽水蓄能4000MW、火电38000MW，区外来电13000MW。其中，2000MW的抽水蓄能机组联合风电承担系统基荷运行。应用前述方法，模拟风蓄联合运行、技术系统技术经济指标。

风蓄联合系统运行模拟效果如图4所示。

由图4可见，风电的出力曲线决定了抽蓄的抽水、发电的时间段和工作容量，风蓄联合系统的出力近乎直线，很好的平抑了风电的波动。

比较抽蓄配风电联合带基荷运行、抽蓄配系统运行两种方式下系统全年的技术经济指标，如表1所示。

表1  风蓄联合运行技术经济性比较

                               单位：GWh、g/kwh

	配系统	配风电
			风电弃风调峰电量	24	410
煤机发电能耗	4662	4693
			煤机发电量	145771	145837
煤电单耗	319.84	321.82

尽管风蓄联合运行能平滑风电运行曲线，但在其他技术经济指标上并不占优。

另外，本发明实施例还提供一种风电与抽水蓄能电站联合承担系统基荷的运行模拟装置。如图2所示，为本发明实施例提供的一种风电与抽水蓄能电站联合承担系统基荷的运行模拟装置示意图。

一种风电与抽水蓄能电站联合承担系统基荷的运行模拟装置，包括计算单元11、抽水执行单元22、优化单元33及执行单元44。

计算单元11，用于依据风电接入电网上限约束确定风电场的弃风电力；

具体而言，在本发明实施例中，是根据输入的风电出力保证率和风电出力保证率曲线确定风电日24小时的出力水平P_Wt，然后依据按风电接入电网上限约束确定各时段系统不能接纳的风电出力。

风电场并网电力上限约束：P_WSt≤P_WN·α_t    公式(1)

各时段风电弃风计算方法： $\left\{\begin{array}{c}{P}_{\mathrm{WQt}}=P_{\mathrm{WT}}-P_{\mathrm{WSt}},P_{\mathrm{Wt}}>P_{\mathrm{WSt}}\\ 0,P_{\mathrm{Wt}}\&le;P_{\mathrm{WSt}}\end{array}\right.$ 公式(2)

P_WSt为t时段风电并网电力上限；P_WN为风电场装机容量；P_Wt为风电场实际出力；P_WQt为t时段风电场弃风电力；α_t为t时段系统接纳风电上限系数。

抽水执行单元22，用于安排抽水蓄能电站在风电弃风时段利用弃风电力抽水。

具体而言，在本发明实施例中，根据步骤一确定的风电弃风电力，根据抽水蓄能电站的抽水功率及抽水库容安排抽蓄利用风电弃风电力抽水，如式(3)-式(4)所示：

$\left\{\begin{array}{c}{L}_{\mathrm{Pint}}=P_{\mathrm{WQt}},C_i\&GreaterEqual;P_{\mathrm{WQt}}\\ L_{\mathrm{Pint}}=C_i,C_i<P_{\mathrm{WQt}}\end{array}\right.$ 公式(3)

$E_{\mathrm{PVim}}=\underset{t=1}{\overset{24}{\mathrm{\&Sigma;}}}{L}_{\mathrm{Pimt}}\&le;E_{\mathrm{PVi}}$ 公式(4)

C_i、E_PVi分别为抽水蓄能电站i单机容量、日最大抽水库容；E_PVim、L_Pimt分别为抽水蓄能电站i水平年m月典型日抽水电量、抽水电力。

优化单元33，用于安排抽蓄在风电未越限时段发电，优化风蓄联合出力。

具体而言，在本发明实施例中，即安排抽蓄在风电未越限时段发电，并使这些时段风蓄联合出力尽量平稳，实现对风蓄联合出力的优化。

进一步的，在本方案中，将根据步骤二确定的抽水蓄能电站抽水电量，在满足式(1)的前提下，安排抽蓄在风电未越限的时段发电，并使这些时段风蓄联合出力尽量平稳，如式(5)-式(7)所示：

$\min \underset{t=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{(P_{\mathrm{WPt}}-\frac{1}{N}\underset{t=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{P}_{\mathrm{WPt}})}^2$ 公式(5)

$\underset{t=1}{\overset{24}{\mathrm{\&Sigma;}}}{P}_{\mathrm{Pimt}}={\mathrm{\&eta;}}_i\underset{t=1}{\overset{24}{\mathrm{\&Sigma;}}}{L}_{\mathrm{Pimt}}$ 公式(6)

P_Pimt、L_Pimt互斥，公式(7)

N为优化时段数；P_WPt为t时段风蓄联合出力的实际值，包括风电接入电网部分出力和抽水蓄能电站发电出力，P_Pimt为抽水蓄能电站i水平年m月典型日发电电力；η_i为抽水蓄能电站i抽水-发电转换效率。

进一步的，在本方案中，当步骤三完成后，如果各时段风蓄联合出力均达到电网接纳风电上限约束，则优化结束，则执行下一步骤四，否则，将执行如下步骤：

首先，安排抽蓄在风电出力较大的时段抽水；

然后，安排抽蓄在风电出力较小的时段发电，并使风蓄联合出力尽量平稳；

即利用在安排抽蓄在风电出力较大的时段抽水时，确定的抽水蓄能电站的抽水电量，在满足公式(1)的前提下，安排抽蓄在风电出力较小的时段发电，并使这些时段风蓄联合满足式(5)-式(7)所示，保证风蓄联合出力出力尽量平稳。

$\min \underset{t=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{(P_{\mathrm{WPt}}-\frac{1}{N}{P}_{\mathrm{WPt}})}^2$ 公式(5)

$\underset{t=1}{\overset{24}{\mathrm{\&Sigma;}}}{P}_{\mathrm{Pimt}}={\mathrm{\&eta;}}_i\underset{t=1}{\overset{24}{\mathrm{\&Sigma;}}}{L}_{\mathrm{Pimt}}$ 公式(6)

P_Pimt、L_Pimt互斥，

公式(7)

N为优化时段数；P_WPt为t时段风蓄联合出力的实际值，包括风电接入电网部分出力和抽水蓄能电站发电出力，P_Pimt为抽水蓄能电站i水平年m月典型日发电电力；η_i为抽水蓄能电站i抽水-发电转换效率。

修正及调节单元44，用于依据风蓄联合电场的出力修正负荷曲线获取净负荷曲线，然后依据此净负荷曲线对电力系统中的机组进行模拟。

具体而言，在本发明实施例中，修正及调节单元首先将依据风蓄联合电场的出力修正负荷曲线，即从负荷曲线中扣除风蓄联合出力曲线，得到净负荷曲线。

然后，修正及调节单元依据获取的系统净负荷曲线，进行电力系统其他类型机组运行模拟调节：即依据获取的系统净负荷曲线，在此基础上按照一定优化原则安排电力系统中火电、水电、不与风电联合运行的抽水蓄能电站、核电等机组的运行方式。

进一步的，在本方案中，还包括一评价单元，用于计算系统技术经济指标，评价风蓄联合运行方式对整个系统的影响。即，根据步骤四完成的运行模拟结果，统计系统各项技术经济指标，评价分析风蓄联合运行方式对整个电力系统的影响。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

综上所述，本文提供了一种风电与抽水蓄能电站联合承担系统基荷的运行模拟方法及装置，通过依据风电接入电网上限约束确定风电场的弃风电力，接着安排抽水蓄能电站在风电弃风时段利用弃风电力抽水，然后安排抽蓄在风电未越限时段发电，优化风蓄联合出力，最终依据风蓄联合电场的出力修正负荷曲线获取净负荷曲线，然后依据此净负荷曲线对电力系统中的机组进行模拟，此方案便于分析风蓄联合对电力系统整体运行技术经济性的影响，且实现方法简单、计算速度快，便于工程应用。

以上对本发明所提供的一种风电与抽水蓄能电站联合承担系统基荷的运行模拟方法及装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方案；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (16)

1.一种风电与抽水蓄能电站联合承担系统基荷的运行模拟方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤一、依据风电接入电网上限约束确定风电场的弃风电力；

步骤二、安排抽水蓄能电站在风电弃风时段利用弃风电力抽水；

步骤三、安排抽蓄在风电未越限时段发电，优化风蓄联合出力；

步骤四、依据风蓄联合电场的出力修正负荷曲线获取净负荷曲线，然后依据此净负荷曲线对电力系统中的机组进行模拟。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤一中，电网上限约束为P_WSt≤P_WN·α_t；

其中，P_WSt为t时段风电并网电力上限约束；P_WN为风电场装机容量；α_t为t时段系统接纳风电上限系数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤一中，

弃风电力计算方法为： $\left\{\begin{array}{c}{P}_{\mathrm{WQt}}=P_{\mathrm{WT}}-P_{\mathrm{WSt}},P_{\mathrm{Wt}}>P_{\mathrm{WSt}}\\ 0,P_{\mathrm{Wt}}\&le;P_{\mathrm{WSt}}\end{array}\right.$

其中，P_WSt为t时段风电并网电力上限；P_Wt为风电场实际出力；P_WQt为t时段风电场弃风电力。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤二中，是根据抽水蓄能电站的抽水功率及抽水库容安排抽蓄利用风电弃风电力抽水，如下公式所示：

$\left\{\begin{array}{c}{L}_{\mathrm{Pint}}=P_{\mathrm{WQt}},C_i\&GreaterEqual;P_{\mathrm{WQt}}\\ L_{\mathrm{Pint}}=C_i,C_i<P_{\mathrm{WQt}}\end{array}\right.$

$E_{\mathrm{PVim}}=\underset{t=1}{\overset{24}{\mathrm{\&Sigma;}}}{L}_{\mathrm{Pimt}}\&le;E_{\mathrm{PVi}}$

其中，C_i、E_PVi分别为抽水蓄能电站i单机容量、日最大抽水库容；E_PVim、L_Pimt分别为抽水蓄能电站i水平年m月典型日抽水电量、抽水电力。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤三中，在安排抽蓄在风电未越限的时段发电，并使这些时段风蓄联合出力尽量平稳，有如下公式进行计算：

$\min \underset{t=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{(P_{\mathrm{WPt}}-\frac{1}{N}\underset{t=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{P}_{\mathrm{WPt}})}^2$

$\underset{t=1}{\overset{24}{\mathrm{\&Sigma;}}}{P}_{\mathrm{Pimt}}={\mathrm{\&eta;}}_i\underset{t=1}{\overset{24}{\mathrm{\&Sigma;}}}{L}_{\mathrm{Pimt}}$

P_Pimt、L_Pimt互斥，

其中，N为优化时段数；P_WPt为t时段风蓄联合出力的实际值，包括风电接入电网部分出力和抽水蓄能电站发电出力，P_Pimt为抽水蓄能电站i水平年m月典型日发电电力；η_i为抽水蓄能电站i抽水-发电转换效率。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤三中，进一步包括，当步骤三完成后，如果各时段风蓄联合出力均达到电网接纳风电上限约束，则优化结束，执行下一步骤四，否则，将执行如下步骤：

首先，安排抽蓄在风电出力较大的时段抽水；

然后，安排抽蓄在风电出力较小的时段发电，并使风蓄联合出力尽量平稳。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤四中，是依据风蓄联合电场的出力修正负荷曲线，即从负荷曲线中扣除风蓄联合出力曲线，得到净负荷曲线。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤四中，是依据获取的系统净负荷曲线，进行电力系统其他类型机组运行模拟。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，进一步包括获取净负荷曲线后，在此基础上按照一定优化原则安排电力系统中火电、水电、不与风电联合运行的抽水蓄能电站、核电等机组的运行方式。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤四中，进一步包括计算系统技术经济指标，评价风蓄联合运行方式对整个系统的影响。

11.一种风电与抽水蓄能电站联合承担系统基荷的运行模拟装置，其特征在于，所述装置包括计算单元、抽水执行单元、优化单元及执行单元，通过依据风电接入电网上限约束确定风电场的弃风电力，接着安排抽水蓄能电站在风电弃风时段利用弃风电力抽水，然后安排抽蓄在风电未越限时段发电，优化风蓄联合出力，最终依据风蓄联合电场的出力修正负荷曲线获取净负荷曲线，然后依据此净负荷曲线对电力系统中的机组进行模拟。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述计算单元用于依据风电接入电网上限约束确定风电场的弃风电力。

13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述抽水执行单元用于安排抽水蓄能电站在风电弃风时段利用弃风电力抽水。

14.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述优化单元用于安排抽蓄在风电未越限时段发电，优化风蓄联合出力。

15.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述修正及调节单元用于依据风蓄联合电场的出力修正负荷曲线获取净负荷曲线，然后依据此净负荷曲线对电力系统中的机组进行模拟。

16.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，还包括一评价单元用于计算系统技术经济指标，评价风蓄联合运行方式对整个系统的影响。

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