CN108023348B - 一种基于外送通道确定风电最佳调峰装机规模的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于外送通道确定风电最佳调峰装机规模的方法，包括以下步骤：根据给定的一条特高压输电线路，评估输电线路、风电场、火电厂、抽水蓄能电站的建设与运行成本；给出初始状态下四种设施的装机（最大功率）比例关系，对负荷曲线进行供电，以终端单位用电成本最低为目标建立优化模型；改变四者的比例关系，得到不同比例关系下的优化结果，在所有优化结果中选择终端度电成本最低的结果，根据其对应的配比方案得出风电场、火电厂和抽水蓄能电站装机规模，即为风电最佳调峰装机方案。本发明通过建立优化模型确定风火储送的最佳比例，在保证风力得到较好利用的前提下使终端用电成本最低，可以大幅降低弃风率和风电终端价格。
Description
技术领域
本发明涉及电力技术领域，具体涉及一种基于外送通道确定风电最佳调峰装机规模的方法。
背景技术
虽然技术经济评价与优化领域的理论研究已经十分成熟，但将技术经济评价与优化方法应用到新能源电力系统调峰与输送方面的研究较少。中国还未建立一套行 之有效的调峰与输送服务评价与优化的框架体系，以完整、科学、合理地反映风力 发电、调峰调度和远距离输送是否合理、运营是否正常、资源优化配置功能是否发 挥作用等。
如果不对风电进行远距离输送，风电基地的发电将难以在本地消纳，弃风率会 较高，风电单位发电量的成本也较高；如果在远距离输送时没有进行调峰，输电线 路的利用效率将下降，单位电量的输送成本较高；虽然调峰设施和远距离输电线路 的建设提高了供电成本，但也能够通过降低弃风率从而降低风力发电成本，来实现 总成本的降低。
基于技术性能和经济效益进行综合考虑，便于调度机构根据需要调整对技术、 经济的重视程度，应合理设置好风电场、火电厂、抽水蓄能电站的装机规模和远距 离输电线路的最大输送功率的配置比例。不能盲目重视风电场装机规模的增长，而 忽视了系统调峰能力的建设，不能因为抽水蓄能建设成本高就不予建设。而应该以 系统供电成本最低而带来的经济效益为主要目标，同时又满足必要的技术安全条件， 来合理配置好系统各个主体的比例关系，来促进风电并网。
发明内容
为了克服上述技术的不足，本发明提供一种确定风电调峰方式与外送通道最佳比例的方法，通过对改变风电场装机、火电厂装机、抽水蓄能电站装机和输电线路 最大输送功率的比例关系，来降低系统单位供电成本和弃风率，使系统总的经济效 益达到最大。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种基于外送通道确定风电最佳调峰装机规模的方法，包括如下步骤：
S1、根据给定的一条特高压输电线路，评估输电线路的建设投资成本与年度运 行成本，评估电源侧风电场、火电厂、抽水蓄能站的建设投资成本与年度运行成本， 得到三种发电与调峰设施的年度总成本与装机规模的关系；
S2、确定系统范围，针对选定的特高压输电线路，给出初始状态下风电场装机、 火电厂装机、抽水蓄能电站装机和输电线路最大功率的比例关系；
S3、在初始状态的比例关系下，对实际的负荷曲线进行供电，将系统运行一年 的总成本与一年内总的输送电量相除得到终端单位用电成本，以终端单位用电成本 最低为目标建立优化模型；
S4、不改变输电线路参数，改变风电场装机、火电厂装机、抽水蓄能站装机和 输电线路最大输送功率的比例关系，在每一种比例关系下分别运行S3中的优化模型， 得到所有比例关系下的优化结果，在所有优化结果中选择终端度电成本最低的结果， 得出对应的风电场装机、火电厂装机、抽水蓄能电站装机与输电线路最大功率的比 例关系，即确定了风电最佳调峰装机规模。
进一步地，所述步骤S1中，将建设投资成本加上年度运行成本，得到各项设施 的年度总成本，具体如下：
风电场的年度总成本为CWinve+CWmain，其中风电场的建设投资成本 CWinve＝N*Y_w/n1，N为风电场站数，Y_w为单个风电场的总建设投资额，n1为 风电机组的折旧年限；风电场的年度运行成本CWmain＝N*F_w，F_w为单个风电 场的年固定运行维护成本；
火电厂的年度总成本为CCinve+CCmain，其中火电厂的建设投资成本 CCinve＝Q*Y_c/n2，Q为火电厂的个数，Y_c为单个火电站的总建设投资额,n2为 火电机组的折旧年限；火电厂的年度运行成本
其中
为火电站的年运行维护固定成本，
为基础火电 的年运行维护可变成本，
为调峰火电的年运行维护可变成本，F_c为单个火电 站的年固定运行维护成本；
抽水蓄能站的年度总成本为CSinve+CSmain，其中抽水蓄能站的建设投资成本 CSinve＝M*Y_s/n3，M为抽水蓄能站的个数，Y_s为单个抽水蓄能站的总建设投资 额，n3为抽水蓄能站的折旧年限；抽水蓄能站的年度运行成本
其中
为抽水蓄能站的年运行维护固定成本，
为抽水蓄能站的年运行维护可变成本，F_s为单个抽水蓄能站的年固定运行维护成本；
输电线路的年度总成本为CTinve+CTmain，其中输电线路的建设投资成本 CTinve＝K*Y_t/n4，K为特高压输电线路的条数，Y_t为单条输电线路的建设投资 额，n4为输电线路的折旧年限；输电线路的年度运行成本CTmain＝K*Ft，其中F_t为 单条输电线路的年固定运行维护成本。
进一步地，所述步骤S2具体为：根据已有研究或实际情况，建立系统范围；针 对一条最大输送功率800万千瓦的特高压输电线路，给出初始状态下风电场装机、 火电厂装机、抽水蓄能电站装机和输电线路最大功率的比例关系1:0:0:100。
进一步地，所述步骤S3具体包括以下步骤：
S31、获得某个地区实际的原始负荷曲线，以365天作为一个计算周期T，以小 时为单位，将T分为8760个时间段，将原始负荷曲线转化为以小时为单位的负荷曲 线；
S32、获取多个风电场实际的原始风电出力特性曲线，转化为以小时为单位的风电出力特性曲线，得到风电站的风电出力特性曲线的概率分布，从而得到风电出力 特性曲线的密度函数，根据风电出力特性曲线的密度函数，通过蒙特卡洛算法，随 机生成年风电出力特性曲线，构成电力系统的风电出力特性曲线：
P_wt＝f(t)
f(t)为风电出力特性曲线的密度函数，
为N个风电场总的风电出力特性曲线；
S33、假设在每个时间段内风力发电出力、火电厂发电出力、抽水蓄能站充放电 出力以及负荷均保持稳定，在全年8760个小时中，确定每个小时的发电功率、输送 功率与用电负荷的平衡关系：
Lpt为t时刻总的负荷需求功率，
为初始给定火电出力，
为抽水蓄能站t时刻的充放电功率，
为t时刻的火电调峰功率，
为t时刻有效风力发电功率，δ为 特高压输电线路的线损率；
S34、确定全年8760个小时内，每个时间段的抽水蓄能充放电功率
火力调 峰功率
以及有效风力发电功率
具体方法如下：
计算t时刻的等效负荷需求功率Lrt：
其中，
为初始设定的火电调峰出力；
计算抽水蓄能站t时刻的充放电功率
其中，
为有效充电功率，
为有效放电功率；
计算抽水蓄能充放电功率
后，为满足负荷需要，还需要用火力机组进行调峰，确定剩余调峰负荷Lct：
计算t时刻火力调峰功率
计算t时刻有效风力发电功率
S35、确定全年8760个小时内，有效风力发电量、总有效火力发电量、总有效 火力调峰发电量、总有效抽水蓄能发电量分别为：
Qw为总有效风力发电量，Qc为总有效火力发电量，Qs1为总抽水蓄能站耗电量， Qs2为总抽水蓄能站有效发电量，α1为抽水蓄能站的充电效率，α2为抽水蓄能站的 放电效率；
S36、以终端用电成本最低为目标建立优化模型：
min:w＝C/Qh
C＝CWinve+CWmain+CCinve+CCmain+CSinve+CSmain+CT,nve+CTmam
Qh＝(Qw+Qc+Qs2-Qs1)*(1-δ)
其中，C为整体年均成本，w为单位度电的成本，Qh为总有效发电量。
进一步地，所述步骤S4中，改变风电场、火电厂、抽水蓄能电站装机和输电线 路最大功率的比例关系，从1:0:0:100逐步改变到100:50:50:100，每次变化后执 行步骤S3，得到优化结果，在所有优化结果中选择终端度电成本最低的结果，对应 的装机与输电线路最大功率的比例关系为最佳方案。
由以上技术方案可知，本发明具有如下有益效果：
1)本发明的技术方案以降低风电的终端用电成本为目标，构建了优化调度模型，评估风电装机、火电装机、抽水蓄能装机以及输电线路最大功率的配比，得到最优 的优化调度比例，进而降低风电的终端用电成本，也降低了弃风率，达到经济效益 最优；
2)本发明提供的技术方案为风电火电打捆外送的调峰提供了技术支持，对辅助的政策提供了依据，提高了抽水蓄能和火电调峰的效率，降低了风电的弃风率。
附图说明
图1是本发明的系统范围图；
图2是本发明的方法流程图；
图3是本发明实施例的负荷曲线图；
图4是本发明实施例的优化调峰结果图。
具体实施方式
下面结合附图1和2对本发明的一种优选实施方式作详细的说明。
基于外送通道确定风电最佳调峰装机规模的方法，包括如下步骤：
S1、根据给定的一条特高压输电线路，评估输电线路的建设投资成本与年度运 行成本，评估电源侧风电场、火电厂、抽水蓄能站的建设投资成本与年度运行成本， 得到三种发电与调峰设施的年度总成本与装机规模的关系；
S2、确定系统范围，针对选定的特高压输电线路，给出初始状态下风电场装机、 火电厂装机、抽水蓄能电站装机和输电线路最大功率的比例关系；
S3、在初始状态的比例关系下，对实际的负荷曲线进行供电，将系统运行一年 的总成本与一年内总的输送电量相除得到终端单位用电成本，以终端单位用电成本 最低为目标建立优化模型；
S4、不改变输电线路参数，改变风电场装机、火电厂装机、抽水蓄能站装机和 输电线路最大输送功率的比例关系，在每一种比例关系下分别运行S3中的优化模型， 得到所有比例关系下的优化结果，在所有优化结果中选择终端度电成本最低的结果， 得出对应的风电场装机、火电厂装机、抽水蓄能电站装机与输电线路最大功率的比 例关系，即确定了风电最佳调峰装机规模。
所述步骤S1中，将建设投资成本加上年度运行成本，得到各项设施的年度总成本，具体如下：
风电场的年度总成本为CWinve+CWmain，其中风电场的建设投资成本 CWinve＝N*Y_w/n1，N为风电场站数，Y_w为单个风电场的总建设投资额，n1为 风电机组的折旧年限；风电场的年度运行成本CWmain＝N*F_w，F_w为单个风电 场的年固定运行维护成本；
火电厂的年度总成本为CCinve+CCmain，其中火电厂的建设投资成本 CCinve＝Q*Y_c/n2，Q为火电厂的个数，Y_c为单个火电站的总建设投资额,n2为 火电机组的折旧年限；火电厂的年度运行成本
其中
为火电站的年运行维护固定成本，
为基础火电 的年运行维护可变成本，
为调峰火电的年运行维护可变成本，F_c为单个火电 站的年固定运行维护成本；
抽水蓄能站的年度总成本为CSinve+CSmain，其中抽水蓄能站的建设投资成本 CSinve＝M*Y_s/n3，M为抽水蓄能站的个数，Y_s为单个抽水蓄能站的总建设投资 额，n3为抽水蓄能站的折旧年限；抽水蓄能站的年度运行成本
其中
为抽水蓄能站的年运行维护固定成本，
为抽水蓄能站的年运行维护可变成本，F_s为单个抽水蓄能站的年固定运行维护成本；
输电线路的年度总成本为CTinve+CTmain，其中输电线路的建设投资成本 CTinve＝K*Y_t/n4，K为特高压输电线路的条数，Y_t为单条输电线路的建设投资 额，n4为输电线路的折旧年限；输电线路的年度运行成本CTmain＝K*Ft，其中F_t为 单条输电线路的年固定运行维护成本。
所述将年度投资成本加上年度运行成本，得到各项设施的年度总成本中，对应 的基础火电的年运行维护可变成本
和调峰火电的年运行维护可变成本
的具体计算如下：
p_c′＝p_c+a(a+1)τ/2
p_c′为不同调峰梯次下的火电单位运行成本，p_c为正常火电单位运行成本，a 为调峰深度梯次，τ为调峰深度梯次价格，at为t时刻的调峰深度梯次，Pc′为调峰深 度划分功率常数；
抽水蓄能站的年运行维护可变成本
的计算具体如下：
p_s＝(1-α1*α2)*p
p_s为抽水蓄能站的单位发电成本，p为抽水蓄能发电的上网电价，α1为抽水蓄 能站的充电效率，α2为抽水蓄能站的放电效率，
为有效放电功率；
所述步骤S2具体为：
根据已有研究或实际情况，建立系统范围；针对一条最大输送功率800万千瓦 的特高压输电线路，给出初始状态下风电场装机、火电厂装机、抽水蓄能电站装机 和输电线路最大功率的比例关系1:0:0:100。
所述步骤S3具体包括以下步骤：
S31、获得某个地区实际的原始负荷曲线，以365天作为一个计算周期T，以小 时为单位，将T分为8760个时间段，将原始负荷曲线转化为以小时为单位的负荷曲 线；
S32、获取多个风电场实际的原始风电出力特性曲线，转化为以小时为单位的风电出力特性曲线，得到风电站的风电出力特性曲线的概率分布，从而得到风电出力 特性曲线的密度函数，根据风电出力特性曲线的密度函数，通过蒙特卡洛算法，随 机生成年风电出力特性曲线，构成电力系统的风电出力特性曲线：
P_wt＝f(t)
f(t)为风电出力特性曲线的密度函数，
为N个风电场总的风电出力特性曲线；
S33、假设在每个时间段内风力发电出力、火电厂发电出力、抽水蓄能站充放电 出力以及负荷均保持稳定，在全年8760个小时中，确定每个小时的发电功率、输送 功率与用电负荷的平衡关系：
Lpt为t时刻总的负荷需求功率，
为初始给定火电出力，
为抽水蓄能站t时刻的充放电功率，
为t时刻的火电调峰功率，
为t时刻有效风力发电功率，δ为 特高压输电线路的线损率；
S34、确定全年8760个小时内，每个时间段的抽水蓄能充放电功率
火力调 峰功率
以及有效风力发电功率
具体方法如下：
计算t时刻的等效负荷需求功率Lrt：
其中，
为初始设定的火电调峰出力；
计算抽水蓄能站t时刻的充放电功率
其中，
为有效充电功率，
为有效放电功率；
计算抽水蓄能充放电功率
后，为满足负荷需要，还需要用火力机组进行调峰，确定剩余调峰负荷Lct：
计算t时刻火力调峰功率
计算t时刻有效风力发电功率
S35、确定全年8760个小时内，有效风力发电量、总有效火力发电量、总有效 火力调峰发电量、总有效抽水蓄能发电量分别为：
Qw为总有效风力发电量，Qc为总有效火力发电量，Qs1为总抽水蓄能站耗电量， Qs2为总抽水蓄能站有效发电量；
S36、以终端用电成本最低为目标建立优化模型：
min：w＝C/Qh
C＝CWinve+CWmain+CCinve+CCmain+CSinve+CSmain+CTinve+CTmain
Qh＝(Qw+Qc+Qs2-Qs1)*(1-δ)
其中，C为整体年均成本，w为单位度电的成本，Qh为总有效发电量。
在步骤S34中，得到初始设定火电调峰出力的具体方法为：
通过对往期历史数据进行分析，确定当期周期T内的初始给定火电调峰出力
抽水蓄能站运行约束条件为：
1)设定抽水蓄能站的容量为Vt，最大充放电功率为P，V1＝0；
2)判断t节点处于充电、不充电也不放电、放电的状态；
3)若是充电，则判断抽水蓄能站是不是满载(V_f)状态；
如果Vt-1+∫Q_intdt≤V_f，则充电量为∫Q_intdt，Vt＝Vt-1+∫Q_intdt；
如果Vt-1+∫Q_intdt>V_f，则充电量为V_f-∫Q_intdt，Vt＝V_f；
其中，∫Q_intdt≤∫Pdt；
4)若是放电，则判断抽水蓄能站是不是空载(V_e)的状态；
如果Vt-1-∫Q_outtdt≤0，则放电量为Vt-1，Vt＝0；
如果Vt-1-∫Q_outtdt>0，则放电量为∫Q_outtdt，Vt＝Vt-1-∫Q_outtdt；
其中，∫Q_outtdt≤∫Pdt；
5)若是既不充电也不放电，则水池容量不变，即Vt＝Vt-1。
所述步骤S4中，改变风电场、火电厂、抽水蓄能电站装机和输电线路最大功率 的比例关系，从1:0:0:100逐步改变到100:50:50:100，每次变化都是某一个变量 增长1，共有260100种可选方案，每次变化后执行步骤S3，得到优化结果，在所有 优化结果中选择终端度电成本最低的结果，对应的装机与输电线路最大功率的比例 关系为最佳方案。
本实施例选取某省某地区的相关数据进行实例说明，该地区的负荷曲线如图所示3，根据模型给定的特高压输电线路800万千瓦功率，折算出模拟的负荷曲线Lpt；
依据设定的风电场装机、火电厂装机、抽水蓄能电站装机和输电线路最大功率 的比例关系以及平衡公式：
得到风电场装机、 火电厂装机、抽水蓄能电站装机量。
图4给出了计算过程的优化结果，虚线直线对应的配比方案能够保证终端度电 成本最低，被选为本实施例的最优方案，即风电场、火电厂、抽水蓄能电站装机规 模与输电线路最大功率的最优比例约为：6:2:1:4。
以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明 的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围 内。
Claims (6)
1.一种基于外送通道确定风电最佳调峰装机规模的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、根据给定的一条特高压输电线路，评估输电线路的建设投资成本与年度运行成本，评估电源侧风电场、火电厂、抽水蓄能站的建设投资成本与年度运行成本，得到三种发电与调峰设施的年度总成本与装机规模的关系；
S2、确定系统范围，针对选定的特高压输电线路，给出初始状态下风电场装机、火电厂装机、抽水蓄能站装机和输电线路最大功率的比例关系；
S3、在初始状态的比例关系下，对实际的负荷曲线进行供电，将系统运行一年的总成本与一年内总的输送电量相除得到终端单位用电成本，以终端单位用电成本最低为目标建立优化模型；
S4、不改变输电线路参数，改变风电场装机、火电厂装机、抽水蓄能站装机和输电线路最大输送功率的比例关系，在每一种比例关系下分别运行S3中的优化模型，得到所有比例关系下的优化结果，在所有优化结果中选择终端年度电成本最低的结果，得出对应的风电场装机、火电厂装机、抽水蓄能站装机与输电线路最大功率的比例关系，即确定了风电最佳调峰装机规模；
所述步骤S1中，将建设投资成本加上年度运行成本，得到各项设施的年度总成本，具体如下：
风电场的年度总成本为CWinve+CWmain，其中风电场的建设投资成本CWinve＝N*Y_w/n1，N为风电场站数，Y_w为单个风电场的总建设投资额，n1为风电机组的折旧年限；风电场的年度运行成本CWmain＝N*F_w，F_w为单个风电场的年固定运行维护成本；
火电厂的年度总成本为CCinve+CCmain，其中火电厂的建设投资成本CCinve＝Q*Y_c/n2，Q为火电厂的个数，Y_c为单个火电站的总建设投资额，n2为火电机组的折旧年限；火电厂的年度运行成本
其中
为火电站的年运行维护固定成本，
为基础火电的年运行维护可变成本，
为调峰火电的年运行维护可变成本，F_c为单个火电站的年固定运行维护成本；
抽水蓄能站的年度总成本为CSinve+CSmain，其中抽水蓄能站的建设投资成本CSinve＝M*Y_s/n3，M为抽水蓄能站的个数，Y_s为单个抽水蓄能站的总建设投资额，n3为抽水蓄能站的折旧年限；抽水蓄能站的年度运行成本
其中
为抽水蓄能站的年运行维护固定成本，
为抽水蓄能站的年运行维护可变成本，F_s为单个抽水蓄能站的年固定运行维护成本；
输电线路的年度总成本为CTinve+CTmain，其中输电线路的建设投资成本CTinve＝K*Y_t/n4，K为特高压输电线路的条数，Y_t为单条输电线路的建设投资额，n4为输电线路的折旧年限；输电线路的年度运行成本CTmain＝K*F_t，其中F_t为单条输电线路的年固定运行维护成本；
所述将建设投资成本加上年度运行成本，得到各项设施的年度总成本中，对应的基础火电的年运行维护可变成本
和调峰火电的年运行维护可变成本
的具体计算如下：
p_c′＝p_c+a(a+1)τ/2
p_c′为不同调峰梯次下的火电单位运行成本，p_c为正常火电单位运行成本，a为调峰深度梯次，τ为调峰深度梯次价格，at为t时刻的调峰深度梯次，Pc′为调峰深度划分功率常数，
为t时刻火力调峰功率；
所述步骤S3具体包括以下步骤：
S31、获得某个地区实际的原始负荷曲线，以365天作为一个计算周期T，以小时为单位，将T分为8760个时间段，将原始负荷曲线转化为以小时为单位的负荷曲线；
S32、获取多个风电场实际的原始风电出力特性曲线，转化为以小时为单位的风电出力特性曲线，得到风电站的风电出力特性曲线的概率分布，从而得到风电出力特性曲线的密度函数，根据风电出力特性曲线的密度函数，通过蒙特卡洛算法，随机生成年风电出力特性曲线，构成电力系统的风电出力特性曲线：
P_wt＝f(t)
f(t)为风电出力特性曲线的密度函数，
为N个风电场总的风电出力特性曲线，P_wt为风电出力特性曲线的密度函数，即为f(t)，P_wti表示第i个风力发电场的发电负荷曲线；
S33、假设在每个时间段内风力发电出力、火电厂发电出力、抽水蓄能站充放电出力以及负荷均保持稳定，在全年8760个小时中，确定每个小时的发电功率、输送功率与用电负荷的平衡关系：
Lpt为t时刻总的负荷需求功率，
为初始给定火电出力，
为抽水蓄能站t时刻的充放电功率，
为t时刻的火电调峰功率，
为t时刻有效风力发电功率，δ为特高压输电线路的线损率；
S34、确定全年8760个小时内，t时刻的抽水蓄能充放电功率
t时刻的火力调峰功率
以及t时刻的有效风力发电功率
具体方法如下：
计算t时刻的等效负荷需求功率Lrt：
其中，
为初始设定的火电调峰出力；
计算抽水蓄能站t时刻的充放电功率
其中，
为有效充电功率，
为有效放电功率，M为抽水蓄能站的个数；
确定剩余调峰负荷Lct：
计算t时刻火力调峰功率
计算t时刻有效风力发电功率
其中，
为火电最大的调峰功率；
S35、确定全年8760个小时内，总有效风力发电量、总有效火力发电量、总抽水蓄能站耗电量、总有效抽水蓄能站发电量为：
Qw为总有效风力发电量，Qc为总有效火力发电量，Qs1为总抽水蓄能站耗电量，Qs2为总有效抽水蓄能站发电量，α1为抽水蓄能站的充电效率，α2为抽水蓄能站的放电效率；
S36、以终端用电成本最低为目标建立优化模型：
min：w＝C/Qh
C＝CWinve+CWmain+CCinve+CCmain+CSinve+CSmain+CTinve+CTmain
Qh＝(Qw+Qc+Qs2-Qs1)*(1-δ)
其中，C为整体年均成本，w为单位度电的成本，Qh为总有效发电量。
2.根据权利要求1所述基于外送通道确定风电最佳调峰装机规模的方法，其特征在于，在将年度投资成本加上年度运行成本，得到各项设施的年度总成本中，抽水蓄能站的年运行维护可变成本
的计算具体如下：
p_s＝(1-α1*α2)*p
p_s为抽水蓄能站的单位发电成本，p为抽水蓄能发电的上网电价，
为有效放电功率，Δt为单位运行时间。
3.根据权利要求1所述基于外送通道确定风电最佳调峰装机规模的方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：根据已有研究或实际情况，建立系统范围；针对一条最大输送功率800万千瓦的特高压输电线路，给出初始状态下风电场装机、火电厂装机、抽水蓄能站装机和输电线路最大功率的比例关系1∶0∶0∶100。
4.根据权利要求1所述基于外送通道确定风电最佳调峰装机规模的方法，其特征在于，在步骤S34中，得到初始设定火电调峰出力的具体方法为：
通过对往期历史数据进行分析，确定当期周期T内的初始给定火电调峰出力
5.根据权利要求1所述基于外送通道确定风电最佳调峰装机规模的方法，其特征在于，在步骤S34中，抽水蓄能站运行约束条件为：
1)设定抽水蓄能站的容量为Vt，最大充放电功率为P，V1＝0；其中V1为初始抽水蓄能站的容量；
2)判断t节点处于充电、不充电也不放电、放电的状态；
3)若是充电，则判断抽水蓄能站是不是满载V_f状态；
如果Vt-1+∫Q_int dt≤V_f，则充电量为∫Q_int dt，Vt＝Vt-1+∫Q_int dt；
如果Vt-1+∫Q_int dt＞V_f，则所需放电量超过抽水蓄能站t-1时刻的容量，所以充电量为V_f-∫Q_int dt，Vt＝V_f；
其中，∫Q_int dt≤∫P dt，Vt-1为t-1时刻抽水蓄能站的容量，Q_int为t时刻抽水蓄能站充电功率，Q_outt为t时刻抽水蓄能站放电功率；
4)若是放电，则判断抽水蓄能站是不是空载V_e的状态；
如果Vt-1-∫Q_outt dt≤0，则充电量超过抽水蓄能站的总容量，所以放电量为Vt-1，Vt＝0；
如果Vt-1-∫Q_outt dt＞0，则放电量为∫Q_outt dt，Vt＝Vt-1-∫Q_outt dt；
其中，∫Q_outt dt≤∫P dt；
5)若是既不充电也不放电，则水池容量不变，即Vt＝Vt-1。
6.根据权利要求1所述基于外送通道确定风电最佳调峰装机规模的方法，其特征在于，所述步骤S4中，改变风电场、火电厂、抽水蓄能站装机和输电线路最大功率的比例关系，从1∶0∶0∶100逐步改变到100∶50∶50∶100，每次变化后执行步骤S3，在所有优化结果中选择终端度电成本最低的结果，对应的装机与输电线路最大功率的比例关系为最佳方案。
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| CN102280938A (zh) * | 2011-08-29 | 2011-12-14 | 电子科技大学 | 一种风光储输混合发电站建站容量配比规划方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| CN103489043A (zh) * | 2013-09-25 | 2014-01-01 | 上海电力学院 | 一种风电装机与储能电池容量比例的优化方法 |
| CN103683326A (zh) * | 2013-12-05 | 2014-03-26 | 华北电力大学 | 一种区域电网风电多点接入最佳接纳能力的计算方法 |
| CN107392791A (zh) * | 2017-07-06 | 2017-11-24 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 多能互补系统的分布式光伏与气电混合容量规划方法和系统 |
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