CN105896611A

CN105896611A - 一种省级电网套期购电优化方法

Info

Publication number: CN105896611A
Application number: CN201410677379.XA
Authority: CN
Inventors: 刘敦楠; 曾伟民; 徐玉杰; 杨先贵; 刘江平; 胡广; 范旻
Original assignee: State Grid Corp of China SGCC; North China Electric Power University; State Grid Hubei Electric Power Co Ltd
Current assignee: State Grid Corp of China SGCC; North China Electric Power University; State Grid Hubei Electric Power Co Ltd
Priority date: 2014-11-24
Filing date: 2014-11-24
Publication date: 2016-08-24

Abstract

本发明提供一种省级电网套期购电优化方法，具体步骤：S1.数据采集，包括负荷预测数据、省间可交易电量、水电预测出力、本地机组发电计划、省间联络线计划等数据；S2.数据分析处理，计算下月本地火电机组可压缩空间；S3.建立省级电网套期购电优化模型；S4.设计套期购电优化模型的求解算法。步骤S4又包括以下子步骤：S4-1.计算本月火电机组的最低发电能力，确定购电优化空间；S4-2.比较考虑网损后的省间交易电价和火电上网电价的高低，进行大小排序；S4-3.首先安排不可控发电计划出力和火电机组最低发电量，不足部分由水电承担，若仍不足，则按照上网电价由低到高的顺序，依次安排火电和省外电量，且保证各类电源本月总发电量满足其上限约束，直到满足负荷要求。该购电优化方法可明显提高风电、光伏等清洁电力的上网比重，降低电网公司购电成本。

Description

一种省级电网套期购电优化方法

技术领域

本发明属于电网购电优化技术领域。针对风电、水电等清洁能源存在明显的季节变化，主动压缩或多购火电机组的发电计划，实现在丰水期或风电富裕季节，电网公司多消纳风电、水电，提高清洁能源的上网比重。

背景技术

通过购电优化，减少丰水期的弃水现象，提高水电、风电等清洁能源的上网比重，保障供电安全，是电网公司不懈追求的目标。可再生能源的发电能力在不同相邻省份、不同季节、不同时段的分布是“不均衡”的。当前，电网公司遵循多年以来形成的惯例，为保证三公调度按照“等完成进度”的原则对各类年度合同进行分解，尽量“均衡”地分配本地火电机组的发电资源，这就难以与可再生能源发电的“不均衡”特性相匹配，无法实现最大程度的减少弃水、弃风，也极大的限制了通过省间购售电交易实现区域资源优化配置的能力。

当前，省级电网存在以下月度电量平衡：本地机组发电量与省间购售电量之和应等于本地用电量。传统的计划模式存在以下问题：(1)仅仅考虑本省的发电和负荷，没有充分考虑其它省份的可再生能源发电资源的全年分布情况；(2)往往只在本省发电能力不足时，被动的进行购电交易，购电量也仅仅满足于补足电力供应缺口，对有意识的多购、多售的策略持保守态度；(3)倾向于各月年度计划完成进度基本相同，对不同月份之间的“借还电”持保守态度。

本发明，提出一种省级电网套期购电优化方法，通过“低买高卖”的购电决策，可以明显提高经济效益。

发明内容

本发明为了解决当前电网公司购电决策时不考虑风电、水电等富裕程度及省外低价电力资源的现象，提出一种省级电网套期购电优化方法，通过合理的压缩本地火电机组发电计划，预留充足的发电空间消纳风电和水电资源，提高清洁能源的上网比重。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

S1.数据采集。

基于现有的信息及预测系统，采集下一个月的负荷预测数据、省间可交易电量、水电预测出力、本地机组发电计划、省间联络线计划等数据。

S2.数据分析处理，计算下月本地火电机组可压缩空间。

S3.建立省级电网套期购电优化模型。

S4.设计套期购电优化模型的求解算法。

该步骤又包括以下子步骤：

S4-1.计算本月火电机组的最低发电能力，确定购电优化空间；

S4-2.比较考虑网损后的省间交易电价和火电上网电价的高低，进行大小排序；

S4-3.首先安排不可控发电计划出力和火电机组最低发电量，不足部分由水电承担，若仍不足，则按照上网电价由低到高的顺序，依次安排火电和省外电量，且保证各类电源本月总发电量满足其上限约束，直到满足负荷要求。

本发明的有益效果是，通过合理压缩本地火电机组合同计划电力，预留更多的空间消纳水电、风电及省外低价电力，促进清洁能源消纳，降低购电成本。

附图说明

图1为省级电网套期购电优化流程图。

具体实施方式

下面参照附图1来说明本发明的实施例。本发明的一种省级电网套期购电优化方法的较佳实施例的具体步骤如下：

S1.数据采集。

S2.数据分析处理，计算下月本地火电机组可压缩空间。

第i月火电机组最大、最小可执行电量为：

MaxH_i，j＝H_i，j×(1+α_i，j)

MinH_i，j＝H_i，j(1-α_i，j)

式中，MaxH_i，j、MinH_i，j分别表示火电机组最大、最小发电量；H_i，j为按照传统等进度分配的第i月本地机组发电量；α_i，j为允许的进度偏差比例。

因此，通过“借还电”可调整到以后月份的最大电量ΔH_i，j为：

ΔH_i，j＝H_i，j·α_i，j

S3.建立省级电网套期购电优化模型

省级电网购电套期优化的模型可表示为：

C_{i} = Min Σ_{j = 1}^{N} Q_{i, j} \cdot P_{i, j}, j = 1,2, \cdot \cdot \cdot, N

电力平衡约束：

D_{i} = Σ_{j = 1}^{N} Q_{i, j} = Σ_{j = 1}^{n_{1}} G_{i, j} + Σ_{j = 1}^{n_{2}} Y_{i, j}^{'} + Σ_{j = 1}^{n_{3}} H_{i, j}^{'} + Σ_{j = 1}^{n_{4}} E_{i, j}^{'}

水电出力约束：0≤Y′_i，j≤Y_i，j

火电机组合同约束：MinH_i，j≤H′_i，j≤MaxH_i，j

火电机组发电能力约束：

省间可交易电量约束：0≤E′_i，j≤E_i，j

电网公司“借还电”风险控制约束：

式中，Q_i，j和P_i，j分别表示第i个月第j个购电对象的购电量和电价；C_i为购电总成本；G_i，j、Y′_i，j、H′_i，j、E′_i，j分别表示电网公司购买联络线计划、本地水电、火电和省间交易的实际电量；Y_i，j、E_i，j分别为水电及省间交易可购电量；分别为火电机组发电能力约束的上下限，是综合考虑机组技术出力约束、燃料约束等各方面因素后的综合结果；n₁、n₂、n₃、n₄分别为不可控计划、本地水电机组、本地火电机组和省间交易对象数目；ε_n+1为第n+1月的风险判断阈值，取决于电网公司风险应对能力，越接近年末该值越小。

S4.设计套期购电优化模型的求解算法

该步骤又包括以下子步骤：

下面结合具体实施例，进一步说明本发明：

对某省电网公司2013年部分购电数据进行模拟仿真分析。电网公司套期购电优化的具体步骤如下：

(1)数据的采集

用于电网公司套期购电优化模拟仿真的可靠性数据，如表1所示：

表1

(2)数据分析处理，计算下月本地火电机组可压缩空间。

本地火电机组发电计划出力压缩情况，如表2所示：

表2

(3)建立套期购电优化模型，并求解。

2013年，该省级电网套期购电优化结果如表3所示：

表3

从表中可以看出，省级电网套期购电优化后，水电消纳增加，并降低购电成本3212.03万元，经济和社会效益显著。

从上述计算过程可知，运用本方法优化电网公司购电，能够顺应水电、风电等出力变化规律，实现电网购电套期保值。整个计算过程思路清晰，通用性较好，适合推广使用。

Claims

1.一种省级电网套期购电优化方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.数据采集。

S2.数据分析处理，计算下月本地火电机组可压缩空间。

S3.建立省级电网套期购电优化模型。

S4.设计套期购电优化模型的求解算法。

该步骤又包括以下子步骤：

2.根据权利要求1所述的一种省级电网套期购电优化方法，其特征在于：

S2中所述的计算火电机组压缩空间的方法如下：

第i月火电机组最大、最小可执行电量为：

MaxH_i，j＝H_i，j×(1+α_i，j)

MinH_i，j＝H_i，j(1-α_i，j)

ΔH_i，j＝H_i，j·α_i，j

3.根据权利要求1所述的一种省级电网套期购电优化方法，其特征在于：

S3中所述的建立省级电网套期购电优化模型，其特征在于：

省级电网购电套期优化的模型可表示为：

\begin{matrix} C_{i} = Min Σ_{j = 1}^{N} Q_{i, j} \cdot P_{i, j} & j = 1,2, . . ., N \end{matrix}

电力平衡约束：

D_{i} = Σ_{j = 1}^{N} Q_{i, j} = Σ_{j = 1}^{n_{1}} G_{i, j} + Σ_{j = 1}^{n_{2}} Y_{i, j}^{'} + Σ_{j = 1}^{n_{3}} H_{i, j}^{'} + Σ_{j = 1}^{n_{4}} E_{i, j}^{'}

水电出力约束：0≤Y′_i，j≤Y_i，j

火电机组合同约束：MinH_i，j≤H′_i，j≤MaxH_i，j

火电机组发电能力约束：

省间可交易电量约束：0≤E′_i，j≤E_i，j

电网公司“借还电”风险控制约束：

4.根据权利要求1所述的一种省级电网套期购电优化方法，其特征在于：

电网公司套期购电优化前后本地火电机组年度合同完成率仍为100％，仅仅是调整了月度合同完成进度，但却显著降低了电网购电成本，提高了水电、风电及省外低价电力的消纳。