CN110705739A - 一种新能源电站发电计划制定方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新能源电站发电计划制定方法和系统,包括:根据电网中各区域电网的断面受限后的发电功率确定电网的调峰限电功率;根据电网的调峰限电功率确定电网中各新能源电站的计划发电功率。本发明提供的技术方案,该方法综合考虑了新能源电站的预测发电能力和非嵌套断面等比例限电,保证了各电站限电率一致和发电计划制定的公平性;在电网受限断面过多或部分断面受限严重的情况下减少了人工调整的难度和工作量;同时,对新能源电站发电计划调整时,不需要构建复杂的方程组,减小了计算的难度,缩减了调整的时间。
Description
技术领域
本发明涉及新能源调度运行技术领域,具体涉及一种新能源电站发电计划制定方法和系统。
背景技术
制定新能源电站发电计划是调度部门每日例行的重要工作。
以日前发电计划为例,新能源电站需要在每日一早提报本电站的日前96点预测出力,调度部门将所有新能源电站的日前预测出力汇总后,会综合考虑全网的接纳空间、调峰能力、主要区域断面的输电能力等因素,制定各个新能源电站的日前发电计划。
在电网不发生限电的情况下,电网需要全额接纳新能源,即所有的新能源电站将会按照预测出力进行发电;在电网发生限电的情况下,调度部门需要按照“公平”、“公正”、“公开”的原则来制定各个新能源电站的发电计划,以实现全网所有新能源电站的总限电率保持一致。
新能源限电类型主要包括两类,一是断面限电,即由于联络线通道容量限制而导致新能源发电能力受限;二是调峰限电,即由于常规电源挤占发电空间而导致的限电。随着新能源装机容量的迅猛增加,电网发生限电的现象越来越普遍,造成限电的影响因素越来越多,因此给调度部门制定新能源发电计划提出了更大的挑战和难度。
针对断面和调峰限电两种不同的限电类型,需要综合考虑区域断面输电能力和新能源实时发电水平来制定各个场站的发电计划。
目前已有的方法主要基于人工的方式,其弊端主要体现在:一是当电网受限断面过多时,会大大增加人工调整的难度,影响发电计划制定的公平性;二是在部分断面受限严重的情况下,需要将全网的调峰限电量分配给其他区域内的新能源电站来保证各区域限电的公平性,进一步增加了人工调整的难度。
针对人工方法的不足,部分学者通过建立优化模型的方式实现发电计划的最优分配,即以所有新能源电站限电量与装机容量之比的平方和最小为优化目标,考虑电网断面限制和调峰能力等约束条件,通过建立和求解目标二次优化模型来实现新能源场站发电计划的优化。然而,该方法按照新能源装机容量,而不是电站的实时出力来等比例限电,会造成各电站限电率的不一致;其次该方法需要在每个限电时段建立和求解二次优化模型,当新能源场站数量过大时会造成求解时间较长,难以满足调度部门发电计划制定的时效性需要。
目前,还未有能有效地解决相应问题的专利出现。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的目的是提供一种新能源电站发电计划制定方法,该方法综合考虑了新能源电站的预测发电能力和非嵌套断面等比例限电,保证了各电站限电率一致和发电计划制定的公平性;在电网受限断面过多或部分断面受限严重的情况下减少了人工调整的难度和工作量;同时,对新能源电站发电计划调整时,不需要构建复杂的方程组,减小了计算的难度,缩减了调整的时间。
本发明的目的是采用下述技术方案实现的:
本发明提供一种新能源电站发电计划制定方法,其改进之处在于,所述方法包括:
根据电网中各区域电网的断面受限后的发电功率确定电网的调峰限电功率;
根据电网的调峰限电功率确定电网中各新能源电站的计划发电功率。
优选的,所述根据电网中各区域电网的断面受限后的发电功率确定电网的调峰限电功率,包括:
按下式确定所述电网的调峰限电功率py:
式中,zi为电网中第i个区域电网的断面受限后的发电功率;b为电网中新能源最大接纳容量;I为电网中区域电网的总数;
按下式确定电网中第i个区域电网的断面受限后的发电功率zi:
zi=min(pi,ai)
式中,pi为电网中第i个区域电网的新能源电站的预测发电功率;ai为电网中第i个区域电网的新能源最大接纳容量;
按下式确定电网中第i个区域电网的新能源电站的预测发电功率pi:
式中,pi,j为电网中第i个区域电网中第j个新能源电站的预测发电功率;Ni为电网中第i个区域电网中新能源电站的总数。
优选的,所述根据电网的调峰限电功率确定电网中各新能源电站的计划发电功率,包括:
步骤1:判断电网的调峰限电功率是否为0,若是,则令电网中第i个区域电网中第j个新能源电站的计划发电功率并结束操作;否则,根据电网中各区域电网的断面受限后的发电功率计算电网中各区域电网的调峰限电指标,并转至步骤2;
步骤2:根据电网中各区域电网的调峰限电指标确定电网中各区域电网的调峰限电功率,并转至步骤3;
步骤3:根据电网中各区域电网的调峰限电功率确定电网中各区域电网的新能源电站的计划发电功率,并结束操作;
其中,zi为电网中第i个区域电网的断面受限后的发电功率;pi为电网中第i个区域电网的新能源电站的预测发电功率。
进一步的,所述根据电网中各区域电网的断面受限后的发电功率计算电网中各区域电网的调峰限电指标,包括:
按下式确定电网中第i个区域电网的调峰限电指标δi:
式中,b为电网中新能源最大接纳容量;I为电网中区域电网的总数。
进一步的,所述步骤2,包括:
判断电网中第i个区域电网的调峰限电指标是否小于0;若是,则令电网中第i个区域电网的调峰限电功率pyi=0;否则,令电网中第i个区域电网的调峰限电功率
其中,b为电网中新能源最大接纳容量;pf为电网中调峰限电指标小于0的区域电网的断面受限后的发电功率的累计值;ps为电网中调峰限电指标不小于0的区域电网的新能源电站的预测发电功率的累计值。
进一步的,按下式确定所述电网中调峰限电指标小于0的区域电网的断面受限后的发电功率的累计值pf:
式中,zu为电网中第u个区域电网的断面受限后的发电功率;I1为电网中调峰限电指标小于0的区域电网的集合;
按下式确定所述电网中调峰限电指标不小于0的区域电网的新能源电站的预测发电功率的累计值ps:
式中,Pk为电网中第k个区域电网的新能源电站的预测发电功率;I2为电网中调峰限电指标不小于0的区域电网的集合。
进一步的,所述步骤3,包括:
按下式确定电网中第i个区域电网中第j个新能源电站的计划发电功率
式中,pzi为电网中第i个区域电网的总限电率;
其中,按下式确定电网中第i个区域电网的总限电率pzi:
式中,pxi为电网中第i个区域电网的断面限电功率;pyi为电网中第i个区域电网的调峰限电功率;
按下式确定所述电网中第i个区域电网的断面限电功率pxi:
pxi=pi-zi
式中,zi为电网中第i个区域电网的断面受限后的发电功率。
本发明提供一种新能源电站发电计划制定系统,其改进之处在于,所述系统包括:
第一确定模块:用于根据电网中各区域电网的断面受限后的发电功率确定电网的调峰限电功率;
第二确定模块:用于根据电网的调峰限电功率确定电网中各新能源电站的计划发电功率。
优选的,所述第一确定模块,用于:
按下式确定所述电网的调峰限电功率py:
式中,zi为电网中第i个区域电网的断面受限后的发电功率;b为电网中新能源最大接纳容量;I为电网中区域电网的总数;
按下式确定电网中第i个区域电网的断面受限后的发电功率zi:
zi=min(pi,ai)
式中,pi为电网中第i个区域电网的新能源电站的预测发电功率;ai为电网中第i个区域电网的新能源最大接纳容量;
按下式确定电网中第i个区域电网的新能源电站的预测发电功率pi:
式中,pi,j为电网中第i个区域电网中第j个新能源电站的预测发电功率;Ni为电网中第i个区域电网中新能源电站的总数。
优选的,所述第二确定模块,用于:
步骤1:判断电网的调峰限电功率是否为0,若是,则令电网中第i个区域电网中第j个新能源电站的计划发电功率并结束操作;否则,根据电网中各区域电网的断面受限后的发电功率计算电网中各区域电网的调峰限电指标,并转至步骤2;
步骤2:根据电网中各区域电网的调峰限电指标确定电网中各区域电网的调峰限电功率,并转至步骤3;
步骤3:根据电网中各区域电网的调峰限电功率确定电网中各区域电网的新能源电站的计划发电功率,并结束操作;
其中,zi为电网中第i个区域电网的断面受限后的发电功率;pi为电网中第i个区域电网的新能源电站的预测发电功率。
进一步的,所述根据电网中各区域电网的断面受限后的发电功率计算电网中各区域电网的调峰限电指标,包括:
按下式确定电网中第i个区域电网的调峰限电指标δi:
式中,b为电网中新能源最大接纳容量;I为电网中区域电网的总数。
进一步的,所述步骤2,包括:
其中,b为电网中新能源最大接纳容量;pf为电网中调峰限电指标小于0的区域电网的断面受限后的发电功率的累计值;ps为电网中调峰限电指标不小于0的区域电网的新能源电站的预测发电功率的累计值。
进一步的,按下式确定所述电网中调峰限电指标小于0的区域电网的断面受限后的发电功率的累计值pf:
式中,zu为电网中第u个区域电网的断面受限后的发电功率;I1为电网中调峰限电指标小于0的区域电网的集合;
按下式确定所述电网中调峰限电指标不小于0的区域电网的新能源电站的预测发电功率的累计值ps:
式中,Pk为电网中第k个区域电网的新能源电站的预测发电功率;I2为电网中调峰限电指标不小于0的区域电网的集合。
进一步的,所述步骤3,包括:
式中,pzi为电网中第i个区域电网的总限电率;
其中,按下式确定电网中第i个区域电网的总限电率pzi:
式中,pxi为电网中第i个区域电网的断面限电功率;pyi为电网中第i个区域电网的调峰限电功率;
按下式确定所述电网中第i个区域电网的断面限电功率pxi:
pxi=pi-zi
式中,zi为电网中第i个区域电网的断面受限后的发电功率。
与最接近的现有技术相比,本发明具有的有益效果:
本发明提供的技术方案,根据电网中各区域电网的断面受限后的发电功率确定电网的调峰限电功率;用于根据电网的调峰限电功率确定电网中各新能源电站的计划发电功率。本发明提供的技术方案,综合考虑了新能源电站的预测发电能力和非嵌套断面等比例限电,保证了各电站限电率一致和发电计划制定的公平性;在电网受限断面过多或部分断面受限严重的情况下减少了人工调整的难度和工作量;同时,对新能源电站发电计划调整时,不需要构建复杂的方程组,减小了计算的难度,缩减了调整的时间。
附图说明
图1是一种新能源电站发电计划制定方法流程图;
图2是电网断面结构示意图;
图3是一种新能源电站发电计划制定系统结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明提出的一种新能源电站发电计划制定方法,如图1所示,所述方法包括:
步骤101.根据电网中各区域电网的断面受限后的发电功率确定电网的调峰限电功率;
在本发明的具体实施例中,各区域电网的断面如图2所示。
步骤102.根据电网的调峰限电功率确定电网中各新能源电站的计划发电功率。
具体的,所述步骤101,包括:
按下式确定所述电网的调峰限电功率py:
式中,zi为电网中第i个区域电网的断面受限后的发电功率;b为电网中新能源最大接纳容量;I为电网中区域电网的总数;
按下式确定电网中第i个区域电网的断面受限后的发电功率zi:
zi=min(pi,ai)
式中,pi为电网中第i个区域电网的新能源电站的预测发电功率;ai为电网中第i个区域电网的新能源最大接纳容量;
按下式确定电网中第i个区域电网的新能源电站的预测发电功率pi:
式中,pi,j为电网中第i个区域电网中第j个新能源电站的预测发电功率;Ni为电网中第i个区域电网中新能源电站的总数。
具体的,所述步骤102,包括:
步骤1:判断电网的调峰限电功率是否为0,若是,则令电网中第i个区域电网中第j个新能源电站的计划发电功率并结束操作;否则,根据电网中各区域电网的断面受限后的发电功率计算电网中各区域电网的调峰限电指标,并转至步骤2;
步骤2:根据电网中各区域电网的调峰限电指标确定电网中各区域电网的调峰限电功率,并转至步骤3;
步骤3:根据电网中各区域电网的调峰限电功率确定电网中各区域电网的新能源电站的计划发电功率,并结束操作;
其中,zi为电网中第i个区域电网的断面受限后的发电功率;pi为电网中第i个区域电网的新能源电站的预测发电功率。
进一步的,所述根据电网中各区域电网的断面受限后的发电功率计算电网中各区域电网的调峰限电指标,包括:
按下式确定电网中第i个区域电网的调峰限电指标δi:
式中,b为电网中新能源最大接纳容量;I为电网中区域电网的总数。
在本发明的最佳实施例中,δi<0,则电网中第i个区域电网未出现调峰限电;将全部未出现调峰限电的区域电网归为一个集合I1,其余区域电网集合归为一个集合I2;I1对应的区域电网是断面限电过高的区域电网,为保证限电的公平性,不能在进行调峰限电;需要将全网的调峰限电电力分配给集合I2对应的电网区域。
进一步的,所述步骤2,包括:
其中,b为电网中新能源最大接纳容量;pf为电网中调峰限电指标小于0的区域电网的断面受限后的发电功率的累计值;ps为电网中调峰限电指标不小于0的区域电网的新能源电站的预测发电功率的累计值。
进一步的,按下式确定所述电网中调峰限电指标小于0的区域电网的断面受限后的发电功率的累计值pf:
式中,zu为电网中第u个区域电网的断面受限后的发电功率;I1为电网中调峰限电指标小于0的区域电网的集合;
按下式确定所述电网中调峰限电指标不小于0的区域电网的新能源电站的预测发电功率的累计值ps:
式中,Pk为电网中第k个区域电网的新能源电站的预测发电功率;I2为电网中调峰限电指标不小于0的区域电网的集合。
进一步的,所述步骤3,包括:
按下式确定电网中第i个区域电网中第j个新能源电站的计划发电功率
式中,pzi为电网中第i个区域电网的总限电率;
其中,按下式确定电网中第i个区域电网的总限电率pzi:
式中,pxi为电网中第i个区域电网的断面限电功率;pyi为电网中第i个区域电网的调峰限电功率;
按下式确定所述电网中第i个区域电网的断面限电功率pxi:
pxi=pi-zi
式中,zi为电网中第i个区域电网的断面受限后的发电功率。
在本发明的最佳实施例中,以某省级电网为例开展测试,根据受限断面将电网划分为2个区域。设置3个计算场景,如表1所示。
3个场景下的断面限电电力、调峰限电电力和限电比例如表1所示。
在场景1中,全网断面限电后的总电力为4200MW,低于全网接纳空间6000MW,此时全网没有调峰限电,各区域限电比例由断面限电比例决定,分别为0.489和0.512。
在场景2中,全网断面限电后的总电力为7200MW,大于全网接纳空间6000MW,因此全网发生调峰限电。经计算,区域1和区域2的调峰限电指标均大于0,因此两个区域均发生调峰限电,根据式(7)计算得到两个区域的调峰限电电力分别为672MW和528MW,此时两个区域的限电比例均为0.323,实现了公平限电。
在场景3中,全网断面限电后的总电力为6100MW,大于全网接纳空间6000MW,全网发生调峰限电。经计算区域1的调峰限电指标小于0,区域2的调峰限电指标大于0。这说明区域1的断面限电率过高,不能再进行调峰限电,因此调峰限电全部发生在区域2。根据式(7)计算得到两个区域的调峰限电电力分别为0和100MW,此时两个区域的限电比例分别为0.138和0.076。以上结果验证了所提出方法的有效性。
表1
本发明提供一种新能源电站发电计划制定系统,如图3所示,所述系统包括:
第一确定模块:用于根据电网中各区域电网的断面受限后的发电功率确定电网的调峰限电功率;
第二确定模块:用于根据电网的调峰限电功率确定电网中各新能源电站的计划发电功率。
具体的,所述第一确定模块,用于:
按下式确定所述电网的调峰限电功率py:
式中,zi为电网中第i个区域电网的断面受限后的发电功率;b为电网中新能源最大接纳容量;I为电网中区域电网的总数;
按下式确定电网中第i个区域电网的断面受限后的发电功率zi:
zi=min(pi,ai)
式中,pi为电网中第i个区域电网的新能源电站的预测发电功率;ai为电网中第i个区域电网的新能源最大接纳容量;
按下式确定电网中第i个区域电网的新能源电站的预测发电功率pi:
式中,pi,j为电网中第i个区域电网中第j个新能源电站的预测发电功率;Ni为电网中第i个区域电网中新能源电站的总数。
具体的,所述第二确定模块,用于:
步骤1:判断电网的调峰限电功率是否为0,若是,则令电网中第i个区域电网中第j个新能源电站的计划发电功率并结束操作;否则,根据电网中各区域电网的断面受限后的发电功率计算电网中各区域电网的调峰限电指标,并转至步骤2;
步骤2:根据电网中各区域电网的调峰限电指标确定电网中各区域电网的调峰限电功率,并转至步骤3;
步骤3:根据电网中各区域电网的调峰限电功率确定电网中各区域电网的新能源电站的计划发电功率,并结束操作;
其中,zi为电网中第i个区域电网的断面受限后的发电功率;pi为电网中第i个区域电网的新能源电站的预测发电功率。
具体的,所述根据电网中各区域电网的断面受限后的发电功率计算电网中各区域电网的调峰限电指标,包括:
按下式确定电网中第i个区域电网的调峰限电指标δi:
式中,b为电网中新能源最大接纳容量;I为电网中区域电网的总数。
具体的,所述步骤2,包括:
其中,b为电网中新能源最大接纳容量;pf为电网中调峰限电指标小于0的区域电网的断面受限后的发电功率的累计值;ps为电网中调峰限电指标不小于0的区域电网的新能源电站的预测发电功率的累计值。
具体的,按下式确定所述电网中调峰限电指标小于0的区域电网的断面受限后的发电功率的累计值pf:
式中,zu为电网中第u个区域电网的断面受限后的发电功率;I1为电网中调峰限电指标小于0的区域电网的集合;
按下式确定所述电网中调峰限电指标不小于0的区域电网的新能源电站的预测发电功率的累计值ps:
式中,Pk为电网中第k个区域电网的新能源电站的预测发电功率;I2为电网中调峰限电指标不小于0的区域电网的集合。
具体的,所述步骤3,包括:
式中,pzi为电网中第i个区域电网的总限电率;
其中,按下式确定电网中第i个区域电网的总限电率pzi:
式中,pxi为电网中第i个区域电网的断面限电功率;pyi为电网中第i个区域电网的调峰限电功率;
按下式确定所述电网中第i个区域电网的断面限电功率pxi:
pxi=pi-zi
式中,zi为电网中第i个区域电网的断面受限后的发电功率。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (14)
1.一种新能源电站发电计划制定方法,其特征在于,所述方法包括:
根据电网中各区域电网的断面受限后的发电功率确定电网的调峰限电功率;
根据电网的调峰限电功率确定电网中各新能源电站的计划发电功率。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据电网中各区域电网的断面受限后的发电功率确定电网的调峰限电功率,包括:
按下式确定所述电网的调峰限电功率py:
式中,zi为电网中第i个区域电网的断面受限后的发电功率;b为电网中新能源最大接纳容量;I为电网中区域电网的总数;
按下式确定电网中第i个区域电网的断面受限后的发电功率zi:
zi=min(pi,ai)
式中,pi为电网中第i个区域电网的新能源电站的预测发电功率;ai为电网中第i个区域电网的新能源最大接纳容量;
按下式确定电网中第i个区域电网的新能源电站的预测发电功率pi:
式中,pi,j为电网中第i个区域电网中第j个新能源电站的预测发电功率;Ni为电网中第i个区域电网中新能源电站的总数。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据电网的调峰限电功率确定电网中各新能源电站的计划发电功率,包括:
步骤1:判断电网的调峰限电功率是否为0,若是,则令电网中第i个区域电网中第j个新能源电站的计划发电功率并结束操作;否则,根据电网中各区域电网的断面受限后的发电功率计算电网中各区域电网的调峰限电指标,并转至步骤2;
步骤2:根据电网中各区域电网的调峰限电指标确定电网中各区域电网的调峰限电功率,并转至步骤3;
步骤3:根据电网中各区域电网的调峰限电功率确定电网中各区域电网的新能源电站的计划发电功率,并结束操作;
其中,zi为电网中第i个区域电网的断面受限后的发电功率;pi为电网中第i个区域电网的新能源电站的预测发电功率。
8.一种新能源电站发电计划制定系统,其特征在于,所述系统包括:
第一确定模块:用于根据电网中各区域电网的断面受限后的发电功率确定电网的调峰限电功率;
第二确定模块:用于根据电网的调峰限电功率确定电网中各新能源电站的计划发电功率。
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