CN109980688A - 跨区域送电多能互补优化方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种跨区域送电多能互补优化方法及装置，属于电力技术领域。包括：根据送端电网在不同时刻上的风电外送功率、光伏外送功率及水电外送功率，以及受端电网在不同时刻上的风电接受功率、光伏接受功率及水电接受功率，计算不同时刻上的性能评价指标；根据不同时刻上的性能评价指标，计算火电机组的开机启停方式。由于考虑了受端电网的用电需求，并实现了跨区域风电、水电、光伏及火电的优化调度，从而为跨区域清洁能源的外送消纳提供了优化方案，减少了电网企业的耗电成本。
Description
技术领域
本发明实施例涉及电力技术领域，尤其涉及一种跨区域送电多能互补优化方法及装置。
背景技术
目前风力发电和光伏发电都具有较强的随机性、波动性和间歇性，这将对跨区域送电的相关方均带来严重负面影响。一方面，由于清洁能源的不确定性，造成了送端电网并不能按照受端电网的需求提供稳定可靠的电力；另一方面，由于风电光伏的不确定性，送端电网倾向于将其看作“垃圾”电力，也即不利于电网调度安排的电力，在没有较大利益或强制政策驱使下，电网企业不乐意接受该类能源。在相关技术中，通常是通过在送电端建设一定比例的火电企业来弥补功率的缺额，但这样做耗费成本比较高。或者，送电电网通过风光水火的多能互补实现能源出力的稳定输送，受端电网依据其负荷特征，在其供电范围内先消纳本区域的清洁能源，再安排本区域火电机组和区域外清洁能源，但这样仅侧重于局部的多能互补，未考虑更大范围内风光水火的互补特征及其与负荷特征的关联关系，从而无法实现多能互补大范围的寻优。
发明内容
为了解决上述问题，本发明实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的跨区域送电多能互补优化方法及装置。
根据本发明实施例的第一方面，提供了一种跨区域送电多能互补优化方法，包括：
根据送端电网在不同时刻上的风电外送功率、光伏外送功率及水电外送功率，以及受端电网在不同时刻上的风电接受功率、光伏接受功率及水电接受功率，计算不同时刻上的性能评价指标；
根据不同时刻上的性能评价指标，计算火电机组的开机启停方式。
根据本发明实施例的第二方面，提供了一种跨区域送电多能互补优化装置，包括：
第一计算模块，用于根据送端电网在不同时刻上的风电外送功率、光伏外送功率及水电外送功率，以及受端电网在不同时刻上的风电接受功率、光伏接受功率及水电接受功率，计算不同时刻上的性能评价指标；
第二计算模块，用于根据不同时刻上的性能评价指标，计算火电机组的开机启停方式。
根据本发明实施例的第三方面，提供了一种电子设备，包括：
至少一个处理器；以及
与处理器通信连接的至少一个存储器，其中：
存储器存储有可被处理器执行的程序指令，处理器调用程序指令能够执行第一方面的各种可能的实现方式中任一种可能的实现方式所提供的跨区域送电多能互补优化方法。
根据本发明的第四方面，提供了一种非暂态计算机可读存储介质，非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，计算机指令使计算机执行第一方面的各种可能的实现方式中任一种可能的实现方式所提供的跨区域送电多能互补优化方法。
本发明实施例提供的跨区域送电多能互补优化方法及装置，由于考虑了受端电网的用电需求，并实现了跨区域风电、水电、光伏及火电的优化调度，从而为跨区域清洁能源的外送消纳提供了优化方案，减少了电网企业的耗电成本。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述是示例性和解释性的，并不能限制本发明实施例。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种跨区域送电多能互补优化方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的一种跨区域送电多能互补优化装置的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种电子设备的框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
针对相关技术中的问题，本发明实施例提供了一种跨区域送电多能互补优化方法。参加图1，该方法包括：101、根据送端电网在不同时刻上的风电外送功率、光伏外送功率及水电外送功率，以及受端电网在不同时刻上的风电接受功率、光伏接受功率及水电接受功率，计算不同时刻上的性能评价指标；102、根据不同时刻上的性能评价指标，计算火电机组的开机启停方式。
以t时刻为例，在t时刻上送端电网的风电外送功率可以用表示，在t时刻上送端电网的光伏外送功率可以用表示，在t时刻上送端电网的水电外送功率可以用表示。在t时刻上受端电网的风电接受功率可以用表示，在t时刻上受端电网的光伏接受功率可以用表示，在t时刻上受端电网的水电接受功率可以用表示。性能评价指标可以用于反映送端电网清洁能源组合后的出力曲线与负荷曲线之间的相似程度，还可以用于反映受端电网清洁能源的消纳情况，还可以用于反映跨区域送电的耗费成本，本发明实施例对此不作具体限定。
本发明实施例提供的方法，由于考虑了受端电网的用电需求，并实现了跨区域风电、水电、光伏及火电的优化调度，从而为跨区域清洁能源的外送消纳提供了优化方案，减少了电网企业的耗电成本。
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，在计算不同时刻上的性能评价指标之前，还包括：根据送端电网在不同时刻上的风电出力数据，确定送端电网在不同时刻上的风电外送功率，根据送端电网在不同时刻上的光伏出力数据，确定送端电网在不同时刻上的光伏外送功率，根据送端电网在不同时刻上的水电出力数据，确定送端电网在不同时刻上的水电外送功率；根据受端电网在不同时刻上的风电出力数据，确定受端电网在不同时刻上的风电接受功率，根据受端电网在不同时刻上的光伏出力数据，确定受端电网在不同时刻上的光伏接受功率，根据受端电网在不同时刻上的水电出力数据，确定受端电网在不同时刻上的水电接受功率。
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，计算不同时刻上的性能评价指标之前，还包括：分别采集参与跨区域送电的送端电网及受端电网中的历史出力数据，根据历史出力数据，分别预测调度日内不同时刻上送端电网及受端电网中的出力数据，出力数据均包括风电、光伏及水电的出力数据。
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，性能评价指标包括以下三项指标中的至少任意一项，以下三项指标分别为送端电网的清洁能源出力曲线与受端电网的负荷曲线之间的差异度指标、受端电网的清洁能源消纳百分比指标、以及跨区域送电的能源组合成本指标。
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，性能评价指标包括差异度指标；相应地，本发明实施例不对根据送端电网在不同时刻上的风电外送功率、光伏外送功率及水电外送功率，以及受端电网在不同时刻上的风电接受功率、光伏接受功率及水电接受功率，计算不同时刻上的性能评价指标的方式作具体限定，包括但不限于：
根据送端电网在不同时刻上的风电外送功率、光伏外送功率及水电外送功率，以及受端电网在不同时刻上的风电接受功率、光伏接受功率及水电接受功率，计算不同时刻上多能互补清洁能源的发电功率；根据不同时刻上多能互补清洁能源的发电功率及不同时刻上受端电网的负荷，计算送端电网的清洁能源出力曲线与受端电网的负荷曲线之间的差异度指标。
以t时刻为例，在计算t时刻上多能互补清洁能源的发电功率时，可参考如下公式：
其中，表示t时刻上多能互补清洁能源的发电功率， 及可参考上述内容中的解释。αi、βi及γi分别表示送端电网中风电、光伏及水电占总输出功率的百分比，α′i、β′i及γ′i表示受端电网中风电、光伏及水电占总输出功率的百分比。其中，各项百分比之和为1，也即αi+βi+γi+α′i+β′i+γ′i＝1。
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，性能评价指标包括差异度指标；相应地，本发明实施例不对根据送端电网在不同时刻上的风电外送功率、光伏外送功率及水电外送功率，以及受端电网在不同时刻上的风电接受功率、光伏接受功率及水电接受功率，计算不同时刻上的性能评价指标的方式作具体限定，包括但不限于：
根据送端电网在不同时刻上的风电外送功率、光伏外送功率及水电外送功率，以及受端电网在不同时刻上的风电接受功率、光伏接受功率及水电接受功率，计算不同时刻上多能互补清洁能源的发电功率；
根据不同时刻上多能互补清洁能源的发电功率及不同时刻上受端电网的负荷，计算送端电网的清洁能源出力曲线与受端电网的负荷曲线之间的差异度指标。
以t时刻为例，在计算t时刻上的差异度指标时，可参考如下公式：
在上述公式中，Di(t)表示从t0时刻到t时刻这段时间内，多能互补后的清洁能源出力曲线和受端电网负荷曲线之间的差异程度，也即差异度指标。表示t时刻上多能互补清洁能源的发电功率，表示从t0时刻到t时刻这段时间内，多能互补清洁能源发电功率的平均值。表示t时刻受端电网的负荷，表示从t0时刻到t时刻这段时间内，受端电网的负荷平均值。
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，性能评价指标包括清洁能源消纳百分比指标；相应地，本发明实施例不对根据送端电网在不同时刻上的风电外送功率、光伏外送功率及水电外送功率，以及受端电网在不同时刻上的风电接受功率、光伏接受功率及水电接受功率，计算不同时刻上的性能评价指标的方式作具体限定，包括但不限于：
根据送端电网在不同时刻上的风电外送功率、光伏外送功率及水电外送功率，以及受端电网在不同时刻上的风电接受功率、光伏接受功率及水电接受功率，计算不同时刻上多能互补清洁能源的发电功率；根据不同时刻上多能互补清洁能源的发电功率及不同时刻上受端电网的负荷，计算受端电网的清洁能源消纳百分比指标。
以t时刻为例，在计算t时刻上受端电网的清洁能源消纳百分比指标时，可参考如下公式：
其中，表示清洁能源互补后从t0时刻到t时刻内的消纳电量，表示从t0时刻到t时刻内受端电网的用电量，ki表示清洁能源消纳百分比指标。ki的取值范围为0至1，ki值越大，则表示清洁能源消纳结果越好。
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，性能评价指标包括能源组合成本指标；相应地，根据送端电网在不同时刻上的风电外送功率、光伏外送功率及水电外送功率，以及受端电网在不同时刻上的风电接受功率、光伏接受功率及水电接受功率，计算不同时刻上的性能评价指标，包括：
根据单位输电价格、送端电网与受端电网中风电、光伏及水电的上网电价、送端电网在不同时刻上的风电外送功率、光伏外送功率及水电外送功率，以及受端电网在不同时刻上的风电接受功率、光伏接受功率及水电接受功率，计算能源组合成本指标。
以t时刻为例，在计算t时刻上的性能评价指标时，可参考如下公式：
在上述公式中，Ai表示送端电网的风电上网电价，Bi表示送端电网的光伏上网电价，Ci表示送端电网的水电上网电价，qi表示单位输电价格。
需要说明的是，在得到上述三项性能评价指标后，可以再综合考虑该三项指标，定义公式可如下所示：
minf＝{Di,1/ki,Qi}
＝Di/ki+Di·Qi+Q/ki
在上述公式中，f表示综合指标评判系数，f的取值越小表明综合指标的性能越优。依据互补方案结合受端电网的火电机组进行调度运行方式计算，从而可计算得到火电机组的开机启停方式。
基于上述实施例的内容，本发明实施例提供了一种跨区域送电多能互补优化装置，该装置用于执行上述方法实施例中提供的跨区域送电多能互补优化方法。参见图2，该装置包括：
第一计算模块201，用于根据送端电网在不同时刻上的风电外送功率、光伏外送功率及水电外送功率，以及受端电网在不同时刻上的风电接受功率、光伏接受功率及水电接受功率，计算不同时刻上的性能评价指标；
第二计算模块202，用于根据不同时刻上的性能评价指标，计算火电机组的开机启停方式。
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，该装置还包括：
第一确定模块，用于根据送端电网在不同时刻上的风电出力数据，确定送端电网在不同时刻上的风电外送功率，根据送端电网在不同时刻上的光伏出力数据，确定送端电网在不同时刻上的光伏外送功率，根据送端电网在不同时刻上的水电出力数据，确定送端电网在不同时刻上的水电外送功率；
第二确定模块，用于根据受端电网在不同时刻上的风电出力数据，确定受端电网在不同时刻上的风电接受功率，根据受端电网在不同时刻上的光伏出力数据，确定受端电网在不同时刻上的光伏接受功率，根据受端电网在不同时刻上的水电出力数据，确定受端电网在不同时刻上的水电接受功率。
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，该装置还包括：
预测模块，用于分别采集参与跨区域送电的送端电网及受端电网中的历史出力数据，根据历史出力数据，分别预测调度日内不同时刻上送端电网及受端电网中的出力数据，出力数据均包括风电、光伏及水电的出力数据。
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，性能评价指标包括以下三项指标中的至少任意一项，以下三项指标分别为送端电网的清洁能源出力曲线与受端电网的负荷曲线之间的差异度指标、受端电网的清洁能源消纳百分比指标、以及跨区域送电的能源组合成本指标。
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，性能评价指标包括差异度指标；相应地，第一计算指标201，用于根据送端电网在不同时刻上的风电外送功率、光伏外送功率及水电外送功率，以及受端电网在不同时刻上的风电接受功率、光伏接受功率及水电接受功率，计算不同时刻上多能互补清洁能源的发电功率；根据不同时刻上多能互补清洁能源的发电功率及不同时刻上受端电网的负荷，计算送端电网的清洁能源出力曲线与受端电网的负荷曲线之间的差异度指标。
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，性能评价指标包括清洁能源消纳百分比指标；相应地，第一计算指标201，用于根据送端电网在不同时刻上的风电外送功率、光伏外送功率及水电外送功率，以及受端电网在不同时刻上的风电接受功率、光伏接受功率及水电接受功率，计算不同时刻上多能互补清洁能源的发电功率；根据不同时刻上多能互补清洁能源的发电功率及不同时刻上受端电网的负荷，计算受端电网的清洁能源消纳百分比指标。
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，性能评价指标包括能源组合成本指标；相应地，第一计算指标201，用于根据单位输电价格、送端电网与受端电网中风电、光伏及水电的上网电价、送端电网在不同时刻上的风电外送功率、光伏外送功率及水电外送功率，以及受端电网在不同时刻上的风电接受功率、光伏接受功率及水电接受功率，计算能源组合成本指标。
本发明实施例提供的装置，由于考虑了受端电网的用电需求，并实现了跨区域风电、水电、光伏及火电的优化调度，从而为跨区域清洁能源的外送消纳提供了优化方案，减少了电网企业的耗电成本。
图3示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图3所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)310、通信接口(Communications Interface)320、存储器(memory)330和通信总线340，其中，处理器310，通信接口320，存储器330通过通信总线340完成相互间的通信。处理器310可以调用存储器330中的逻辑指令，以执行如下方法：根据送端电网在不同时刻上的风电外送功率、光伏外送功率及水电外送功率，以及受端电网在不同时刻上的风电接受功率、光伏接受功率及水电接受功率，计算不同时刻上的性能评价指标；根据不同时刻上的性能评价指标，计算火电机组的开机启停方式。
此外，上述的存储器330中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，电子设备，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的方法，例如包括：根据送端电网在不同时刻上的风电外送功率、光伏外送功率及水电外送功率，以及受端电网在不同时刻上的风电接受功率、光伏接受功率及水电接受功率，计算不同时刻上的性能评价指标；根据不同时刻上的性能评价指标，计算火电机组的开机启停方式。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种跨区域送电多能互补优化方法，其特征在于，包括：
根据送端电网在不同时刻上的风电外送功率、光伏外送功率及水电外送功率，以及受端电网在不同时刻上的风电接受功率、光伏接受功率及水电接受功率，计算不同时刻上的性能评价指标；
根据不同时刻上的性能评价指标，计算火电机组的开机启停方式。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算不同时刻上的性能评价指标之前，还包括：
根据所述送端电网在不同时刻上的风电出力数据，确定所述送端电网在不同时刻上的风电外送功率，根据所述送端电网在不同时刻上的光伏出力数据，确定所述送端电网在不同时刻上的光伏外送功率，根据所述送端电网在不同时刻上的水电出力数据，确定所述送端电网在不同时刻上的水电外送功率；
根据所述受端电网在不同时刻上的风电出力数据，确定所述受端电网在不同时刻上的风电接受功率，根据所述受端电网在不同时刻上的光伏出力数据，确定所述受端电网在不同时刻上的光伏接受功率，根据所述受端电网在不同时刻上的水电出力数据，确定所述受端电网在不同时刻上的水电接受功率。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算不同时刻上的性能评价指标之前，还包括：
分别采集参与跨区域送电的送端电网及受端电网中的历史出力数据，根据所述历史出力数据，分别预测调度日内不同时刻上所述送端电网及所述受端电网中的出力数据，所述出力数据均包括风电、光伏及水电的出力数据。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述性能评价指标包括以下三项指标中的至少任意一项，所述以下三项指标分别为所述送端电网的清洁能源出力曲线与所述受端电网的负荷曲线之间的差异度指标、所述受端电网的清洁能源消纳百分比指标、以及跨区域送电的能源组合成本指标。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述性能评价指标包括所述差异度指标；相应地，所述根据所述送端电网在不同时刻上的风电外送功率、光伏外送功率及水电外送功率，以及所述受端电网在不同时刻上的风电接受功率、光伏接受功率及水电接受功率，计算不同时刻上的性能评价指标，包括：
根据所述送端电网在不同时刻上的风电外送功率、光伏外送功率及水电外送功率，以及所述受端电网在不同时刻上的风电接受功率、光伏接受功率及水电接受功率，计算不同时刻上多能互补清洁能源的发电功率；
根据不同时刻上多能互补清洁能源的发电功率及不同时刻上所述受端电网的负荷，计算所述送端电网的清洁能源出力曲线与所述受端电网的负荷曲线之间的差异度指标。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述性能评价指标包括所述清洁能源消纳百分比指标；相应地，所述根据所述送端电网在不同时刻上的风电外送功率、光伏外送功率及水电外送功率，以及所述受端电网在不同时刻上的风电接受功率、光伏接受功率及水电接受功率，计算不同时刻上的性能评价指标，包括：
根据所述送端电网在不同时刻上的风电外送功率、光伏外送功率及水电外送功率，以及所述受端电网在不同时刻上的风电接受功率、光伏接受功率及水电接受功率，计算不同时刻上多能互补清洁能源的发电功率；
根据不同时刻上多能互补清洁能源的发电功率及不同时刻上所述受端电网的负荷，计算所述受端电网的清洁能源消纳百分比指标。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述性能评价指标包括所述能源组合成本指标；相应地，所述根据所述送端电网在不同时刻上的风电外送功率、光伏外送功率及水电外送功率，以及所述受端电网在不同时刻上的风电接受功率、光伏接受功率及水电接受功率，计算不同时刻上的性能评价指标，包括：
根据单位输电价格、所述送端电网与所述受端电网中风电、光伏及水电的上网电价、所述送端电网在不同时刻上的风电外送功率、光伏外送功率及水电外送功率，以及所述受端电网在不同时刻上的风电接受功率、光伏接受功率及水电接受功率，计算所述能源组合成本指标。
8.一种跨区域送电多能互补优化装置，其特征在于，包括：
第一计算模块，用于根据送端电网在不同时刻上的风电外送功率、光伏外送功率及水电外送功率，以及受端电网在不同时刻上的风电接受功率、光伏接受功率及水电接受功率，计算不同时刻上的性能评价指标；
第二计算模块，用于根据不同时刻上的性能评价指标，计算火电机组的开机启停方式。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及
与所述处理器通信连接的至少一个存储器，其中：
所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令以执行如权利要求1至7任一所述的方法。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令被执行以实现如权利要求1至7任一所述的方法。
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