CN105391085B - 考虑核电机组检修优化的核电‑风电联合运行分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种考虑核电机组检修优化的核电‑风电联合运行分析方法，在传统的计算方法之上，考虑不同季节（月份）电网开机方式的综合约束，分月度进行平衡，给出电网各月调峰能力及风电接纳能力，使计算得出的结果能够更加准确地反映未来电网运行存在的问题，可以有效提高核电机组并网条件下的风电接纳能力，进而提高电网中清洁能源发电比例，使多种电源更好的协调运行，应用前景十分广阔。
Description
技术领域
本发明属于电力系统调度自动化领域，特别涉及一种考虑核电机组检修优化的核电-风电联合运行分析方法。
背景技术
长期以来，电网调峰能力不足问题一直是困扰辽宁乃至东北电网调度运行的主要矛盾之一，不同于广东、福建等南方省份，辽宁地处东北严寒地区，每年有长达5个月的采暖期，供热机组无法参与深度调峰导致辽宁电网调峰问题日益严峻。同时，近年来随着核电、风电机组的大量投产，电网调峰能力不足问题越来越突出。
发明内容
发明目的：
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提出了一种考虑核电机组检修优化的核电-风电联合运行分析方法。
技术方案：
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种考虑核电机组检修优化的核电-风电联合运行分析方法，其特征在于：该方法步骤如下：
(1)确定典型月份风电同时率：
同时率是指在电力系统中，负荷的最大值之和总是大于和的最大值，这是由于每个用户不大可能同时在一个时刻达到用电量的最大值，反映这一个不等关系的一个系数就被称为同时率。而风电同时率是指统计时段内单个或多个风电场有功功率与额定装机容量的比率。风电同时率η计算公式为：
η＝P/S (1)；
(2)核电站换料方式与换料周期：
换料周期Tc的范围公式为：
11月<Tc<19月 (2)；
Ts＝(Tc-12)/Tc (3)；
(3)基于调度运行方式的低谷调峰能力计算方法：
在传统的计算方法之上，考虑不同季节或月份电网开机方式的综合约束，分月度进行平衡，给出电网各月调峰能力及风电接纳能力，使计算得出的结果能够更加准确地反映未来电网运行存在的问题；
核电并网情况下风电的调峰能力P使用式2计算；
P＝P1-P2 (4)；
其中：
P1：核电并网后允许风电最大出力；
P2：风电维持成本最小出力；
(4)考虑核电机组检修优化的核电-风电联合调峰运行模型下，风电最小接纳能力为Qmin：
Qmin＝η×P×Ts (5)；
同理，假设风电同时率最大(100％)，风电最大接纳能力为Qmax：
Qmax＝P×Ts (6)。
优点和效果：
本发明通过分析考虑电网调峰及网架约束等因素制约，提出一种考虑核电机组检修优化的核电-风电联合运行分析方法。本发明所提出的风电接纳能力的计算方法，是在传统的计算方法之上，考虑不同季节(月份)电网开机方式的综合约束，分月度进行平衡，给出电网各月调峰能力及风电接纳能力，使计算得出的结果能够更加准确地反映未来电网运行存在的问题。近期随着核电、风电机组的大量投产，电网调峰能力不足问题越来越突出。本发明提出的计算方法可以有效提高核电机组并网条件下的风电接纳能力，进而提高电网中清洁能源发电比例，使多种电源更好的协调运行，应用前景十分广阔。
具体实施方式
近期红沿河电厂提出第三台核电机组9月份并网调试的要求，根据目前辽宁电网供需形势，已没有额外电量空间接纳其并网运行。在频率稳定、暂态稳定、热稳定等方面存在严重影响系统安全运行的隐患，电网安全和核电运行将存在巨大风险。因此，考虑电网调峰及网架约束等因素制约，本发明提出了一种考虑核电机组检修优化的核电-风电联合运行分析方法。
通过安排核电机组不同时序的检修方式，发现最困难时刻低谷调峰能力有所不同，该时刻风电接纳能力也不尽相同。通过统计分析不同月份的风电出力特性，进而确定各月份风电同时率。因此，基于分析的核电机组调峰运行特性及检修换料周期，以及基于调度运行方式的低谷调峰能力计算方法，提出考虑核电机组检修优化的核电-风电联合调峰运行模型。优化目标为风电平均接纳能力最大与最小风电接纳能力最大，考虑的约束条件为该时刻调峰平衡，核电机组的运行时间必须小于换料或检修周期。
所述的考虑核电机组检修优化的核电-风电联合运行分析方法，其步骤如下：
(1)确定典型月份风电同时率：
同时率是指在电力系统中，负荷的最大值之和总是大于和的最大值，这是由于每个用户不大可能同时在一个时刻达到用电量的最大值，反映这一个不等关系的一个系数就被称为同时率。而风电同时率是指统计时段内单个或多个风电场有功功率与额定装机容量的比率。风电同时率η计算公式为：
η＝P/S (1)；
由调度提供数据并按照公式(1)计算可得2014年1-6月辽宁电网风电同时率为：
表12014年1-6月辽宁电网风电同时率
(2)核电站换料方式与换料周期：
换料周期Tc的范围公式为：
11月<Tc<19月 (2)；
Ts＝(Tc-12)/Tc (3)；
核电机组换料周期理论上一般是一年一次，也会根据具体的情况，提前或者延后。其中大亚湾核电站目前换料周期为18个月，采用1/3换料模式，17个月和19个月长短循环交替。岭澳核电站一期目前换料周期为12个月，采用1/4换料模式，拟于“十二五”期间改造为16个月换料一次。
取Tc＝18；
则Ts＝(Tc-12)/Tc＝(18-12)/18＝0.33。
(3)基于调度运行方式的低谷调峰能力计算方法：
传统风电接纳能力的计算方法，主要是根据影响系统调峰的各方面因素，并结合风电调峰特性来定义的，用以指导未来电源规划，没有考虑实际电网的调度运行方式，缺乏指导运行的实用性。本发明所提出的风电接纳能力的计算方法，是在传统的计算方法之上，考虑不同季节(月份)电网开机方式的综合约束，分月度进行平衡，给出电网各月调峰能力及风电接纳能力，使计算得出的结果能够更加准确地反映未来电网运行存在的问题。
核电并网情况下风电的调峰能力P使用式2计算。
P＝P1-P2 (4)；
其中：
P1：核电并网后允许风电最大出力；
P2：风电维持成本最小出力。
根据调度提供数据可知：2014年1月P1＝2801MW P2＝467MW；
则P＝P1-P2＝2334MW；
则计算2014年1-6月辽宁电网风电调峰能力(MW)为：
表22014年1-6月辽宁电网风电调峰能力：
| 1月 | 2月 | 3月 | 4月 | 5月 | 6月 | |
| P | 2334 | 1911 | 1820 | 2483 | 2187 | 2235 |
| P1 | 2801 | 2378 | 2287 | 2981 | 2685 | 2733 |
| P2 | 467 | 467 | 467 | 498 | 498 | 498 |
(4)考虑核电机组检修优化的核电-风电联合调峰运行模型下，风电最小接纳能力为Qmin，
Qmin＝η×P×Ts (5)；
同理，假设风电同时率最大(100％)，风电最大接纳能力为Qmax；
Qmax＝P×Ts (6)；
考虑核电并网情况下2014年1月风电最小接纳能力Qmin＝η×P×Ts＝0.73×2334×0.33＝562MW；
则考虑核电并网情况下2014年1-6月风电最小最大接纳能力(MW)为:
表3虑核电并网情况下2014年1-6月风电最小最大接纳能力
| 1月 | 2月 | 3月 | 4月 | 5月 | 6月 | |
| P | 2334 | 1911 | 1820 | 2483 | 2187 | 2235 |
| η | 0.73 | 0.74 | 0.72 | 0.73 | 0.71 | 0.72 |
| Ts | 0.33 | 0.33 | 0.33 | 0.33 | 0.33 | 0.33 |
| Qmin | 562 | 467 | 432 | 598 | 512 | 531 |
| Qmax | 770 | 631 | 600 | 819 | 721 | 738 |
结论：
本发明提出的考虑核电机组检修优化的核电-风电联合运行分析方法可以有效提高核电机组并网条件下的风电接纳能力，进而提高电网中清洁能源发电比例，使多种电源更好的协调运行，应用前景十分广阔。
Claims (1)
1.一种考虑核电机组检修优化的核电-风电联合运行分析方法，其特征在于：该方法步骤如下：
（1）确定典型月份风电同时率：
同时率是指在电力系统中，负荷的最大值之和总是大于和的最大值，这是由于每个用户不大可能同时在一个时刻达到用电量的最大值，反映这一个不等关系的一个系数就被称为同时率；而风电同时率是指统计时段内单个或多个风电场有功功率与额定装机容量的比率；风电同时率η计算公式为：
η=Pt/S （1）；
其中，Pt代表风电场有功功率；
（2）核电站换料方式与换料周期：
换料周期Tc的范围公式为：
11月<Tc<19月 （2）；
Ts=(Tc-12)/Tc （3）；
（3）基于调度运行方式的低谷调峰能力计算方法：
在传统的计算方法之上，考虑不同季节或月份电网开机方式的综合约束，分月度进行平衡，给出电网各月调峰能力及风电接纳能力，使计算得出的结果能够更加准确地反映未来电网运行存在的问题；
核电并网情况下风电的调峰能力P使用下式计算；
P=P1-P2 （4）；
其中：
P1：核电并网后允许风电最大出力；
P2：风电维持成本最小出力；
（4）考虑核电机组检修优化的核电-风电联合调峰运行模型下，风电最小接纳能力为Qmin：
Qmin=η×P×Ts （5）；
同理，假设风电同时率为100%，风电最大接纳能力为Qmax：
Qmax=P×Ts （6）。
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