电网发电机组的清洁能源消纳方法、装置
技术领域
本发明涉及电力领域,尤其涉及一种电网发电机组的清洁能源消纳方法、装置。
背景技术
如今,随着传统能源带来的负面效应越来越强烈,人们开始逐渐广泛地应用清洁能源。
现有技术中,由于清洁能源具有一定的不稳定的特性,而为了避免不稳定的特性对用电产生影响,因此,在清洁能源利用的过程中,常常会有弃电、弃水和弃风情况的发生,进而浪费了大量有效的清洁能源,不能进行很好的能源消纳。
发明内容
发明目的:本发明旨在提供一种电网发电机组的清洁能源消纳方法、装置。
技术方案:本发明实施例中提供一种电网发电机组的清洁能源消纳方法,包括:基于电网中各个发电机组的输出功率,建立电网输出功率模型;确定各个发电机组的输出功率对电网中预设的各个输电断面的影响,以及基于各种清洁能源的各个发电机组的最大输出功率;将发电机组的最大输出功率和发电机组的输出功率对各个输电断面的影响,作为电网输出功率模型的约束条件,计算电网最大输出功率;获取电网实际输出功率,并基于电网最大输出功率计算备用功率,使用备用功率进行能源存储。
具体的,电网输出功率模型:Z=X1+X2+……+Xn,其中,Z表示电网输出功率,n表示发电机组的数量,X1表示第一台发电机组的输出功率,X2表示第二台发电机组的输出功率,Xn表示第n台发电机组的输出功率。
具体的,获取各个输电断面的安全限值。
具体的,约束条件:ai1X1+ai2X2+……+ainXn≤bi,其中,bi表示输电断面i的安全限值,ai1表示第一台发电机组对输电断面i的输出功率的影响系数,ai2表示第二台发电机组对输电断面i的输出功率的影响系数,ain表示第n台发电机组对输电断面i的输出功率的影响系数。
具体的,约束条件:0≤Xn≤Ln,其中,Ln表示第n台发电机组的最大输出功率。
具体的,计算备用功率:Z备用=Zmax-Z实际,
其中,Zmax表示电网最大输出功率,Z实际表示电网实际输出功率,Z备用表示备用功率。
本发明实施例中还提供一种电网发电机组的清洁能源消纳装置,包括:模型建立单元、约束确定单元、计算单元和消纳单元,其中:所述模型建立单元,用于基于电网中各个发电机组的输出功率,建立电网输出功率模型;所述约束确定单元,用于确定各个发电机组的输出功率对电网中预设的各个输电断面的影响,以及基于各种清洁能源的各个发电机组的最大输出功率;所述计算单元,用于将发电机组的最大输出功率和发电机组的输出功率对各个输电断面的影响,作为电网输出功率模型的约束条件,计算电网最大输出功率;所述消纳单元,用于获取电网实际输出功率,并基于电网最大输出功率计算备用功率,使用备用功率进行能源存储。
具体的,所述模型建立单元,还用于建立如下电网输出功率模型:
Z=X1+X2+……+Xn,
其中,Z表示电网输出功率,n表示发电机组的数量,X1表示第一台发电机组的输出功率,X2表示第二台发电机组的输出功率,Xn表示第n台发电机组的输出功率。
具体的,所述计算单元,还用于获取各个输电断面的安全限值;获取以下约束条件:
ai1X1+ai2X2+……+ainXn≤bi,其中,bi表示输电断面i的安全限值,ai1表示第一台发电机组对输电断面i的输出功率的影响系数,ai2表示第二台发电机组对输电断面i的输出功率的影响系数,ain表示第n台发电机组对输电断面i的输出功率的影响系数。
具体的,所述计算单元,还用于获取以下约束条件:0≤Xn≤Ln,其中,Ln表示第n台发电机组的最大输出功率。
有益效果:与现有技术相比,本发明具有如下显著优点:可以在实际使用的清洁能源之外,存储没有使用的清洁能源,避免清洁能源的浪费,很好地进行能源消纳。
附图说明
图1为本发明实施例中提供的电网发电机组的清洁能源消纳方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
参阅图1,其为本发明实施例中提供的电网发电机组的清洁能源消纳方法的流程示意图,包括具体步骤,以下结合具体步骤进行详细说明。
步骤S101,基于电网中各个发电机组的输出功率,建立电网输出功率模型。
在具体实施中,本发明实施例中所指的功率,通常是指有功功率。
本发明实施例中,电网输出功率模型,如下:
Z=X1+X2+……+Xn,
其中,Z表示电网输出功率,n表示发电机组的数量,X1表示第一台发电机组的输出功率,X2表示第二台发电机组的输出功率,Xn表示第n台发电机组的输出功率。
在具体实施中,X1+X2+……+Xn表示电网中所有发电机组的输出功率的总和,即电网输出功率Z。
步骤S102,确定各个发电机组的输出功率对电网中预设的各个输电断面的影响,以及基于各种清洁能源的各个发电机组的最大输出功率。
在具体实施中,输电断面也称潮流断面,指电网中电源中心与负荷中心之间的若干线路。即,在某一基态潮流下,有功潮流方向相同且电气距离相近的一组输电线路的集合称为输电断面。
在具体实施中,输电断面具体可以由管理者根据实际应用情况进行相应的设定。
在具体实施中,电网中的每个发电机组输出功率的变化对其所在输电断面的有功功率的影响不同,大小或正负均有差异。
本发明实施例中,获取各个输电断面的安全限值。
在具体实施中,备用功率的特性主要体现在两个方面:受限于发电机组自身运行特性;受限于电网传输能力。因此,以电网系统安全稳定运行为基础并准确计算备用功率时,必须充分考虑以上限制,即需引入两个重要约束为:1、发电机组的输出功率的上下限约束,通常发电机组的实际输出功率情况受到发电机组容量最大或最小输出功率的限制;2、输电断面安全约束影响,即各个输电断面的安全限值,对于安排的备用功率必须考虑电网安全约束的要求,不能发生因电网传输限制,而导致备用功率不可用的情况。因此,通常受到输电断面安全约束的影响,全电网发电机组的输出功率并不能同时达到发电机组的最大输出功率。
本发明实施例中,发电机组的输出功率对各个输电断面的影响作为电网输出功率模型的约束条件包括:
ai1X1+ai2X2+……+ainXn≤bi
其中,bi表示输电断面i的安全限值,ai1表示第一台发电机组对输电断面i的输出功率的影响系数,ai2表示第二台发电机组对输电断面i的输出功率的影响系数,ain表示第n台发电机组对输电断面i的输出功率的影响系数。
在具体实施中,发电机组对输电断面的影响系数根据实际应用情况确定。
本发明实施例中,发电机组的最大输出功率作为电网输出功率模型的约束条件,包括:
0≤Xn≤Ln,
其中,Ln表示第n台发电机组的最大输出功率。
步骤S103,将发电机组的最大输出功率和发电机组的输出功率对各个输电断面的影响,作为电网输出功率模型的约束条件,计算电网最大输出功率。
在具体实施中,通过将发电机组的最大输出功率和发电机组的输出功率对各个输电断面的影响,作为电网输出功率模型的约束条件,变为线性规划最优解问题,使用单纯形法或其他成熟的线性规划算法求解,得到电网最大输出功率Zmax。
步骤S104,获取电网实际输出功率,并基于电网最大输出功率计算备用功率,使用备用功率进行能源存储。
本发明实施例中,计算备用功率,包括:
Z备用=Zmax-Z实际,
其中,Zmax表示电网最大输出功率,Z实际表示电网实际输出功率,Z备用表示备用功率。
在具体实施中,备用功率是在实际使用的清洁能源之外仍然可以利用清洁能源产生的功率,通过备用功率进行能源存储,避免清洁能源的浪费,很好地进行能源消纳。
本发明实施中还提供一种电网发电机组的清洁能源消纳装置,包括:模型建立单元、约束确定单元、计算单元和消纳单元,其中:
所述模型建立单元,用于基于电网中各个发电机组的输出功率,建立电网输出功率模型;
所述约束确定单元,用于确定各个发电机组的输出功率对电网中预设的各个输电断面的影响,以及基于各种清洁能源的各个发电机组的最大输出功率;
所述计算单元,用于将发电机组的最大输出功率和发电机组的输出功率对各个输电断面的影响,作为电网输出功率模型的约束条件,计算电网最大输出功率;
所述消纳单元,用于获取电网实际输出功率,并基于电网最大输出功率计算备用功率,使用备用功率进行能源存储。
本发明实施例中,所述模型建立单元,还用于建立如下电网输出功率模型:
Z=X1+X2+……+Xn,
其中,Z表示电网输出功率,n表示发电机组的数量,X1表示第一台发电机组的输出功率,X2表示第二台发电机组的输出功率,Xn表示第n台发电机组的输出功率。
本发明实施例中,所述计算单元,还用于获取各个输电断面的安全限值;获取以下约束条件:
ai1X1+ai2X2+……+ainXn≤bi,
其中,bi表示输电断面i的安全限值,ai1表示第一台发电机组对输电断面i的输出功率的影响系数,ai2表示第二台发电机组对输电断面i的输出功率的影响系数,ain表示第n台发电机组对输电断面i的输出功率的影响系数。
本发明实施例中,所述计算单元,还用于获取以下约束条件:
0≤Xn≤Ln,
其中,Ln表示第n台发电机组的最大输出功率。
本发明实施例中,所述计算单元,还用于采用以下公式计算备用功率,包括:
Z备用=Zmax-Z实际,
其中,Zmax表示电网最大输出功率,Z实际表示电网实际输出功率,Z备用表示备用功率。
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。