CN113435673A - 基于负荷率的深度调峰费用分摊计算方法和系统 - Google Patents

基于负荷率的深度调峰费用分摊计算方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于负荷率的深度调峰费用分摊计算方法和系统。首先计算各交易时间段的深度调峰总费用；引入各类型电源的容量加权系数，计算各交易时间段的全网各类型电源的加权平均负荷率；计算各交易时间段各个机组或新能源厂站的加权负荷率；引入各类型电源的基础分摊系数和惩罚分摊系数，结合系统加权平均负荷率计算各交易时段各个机组或新能源厂站的分摊因子，再由分摊因子计算得出分摊系数，最终得到分摊费用。本发明充分了考虑不同类型电源的运行要求，既兼顾对各类电源负荷率的考核又能体现上网电量大小对深度调峰费用分摊的影响，提高了深度调峰费用分摊的合理性，具有很强的实用性。

Description

基于负荷率的深度调峰费用分摊计算方法和系统
技术领域
本发明涉及电力系统自动化领域，特别是涉及基于负荷率的深度调峰费用分摊计算方法和系统。
背景技术
近年来，随着可再生能源迅猛发展，新能源大发或水电丰水期与系统负荷低谷重叠时，将面临弃风、弃光、弃水的巨大压力，迫切需要充分调动各种资源的调峰潜力。为了应对系统调峰资源严重不足的问题,以市场的方式挖掘系统调峰潜力,需要建立公平合理的电力调峰辅助服务市场化共享分摊机制，发挥市场在资源配置中的决定作用，保障电网的安全、稳定、经济运行，促进清洁能源消纳。
目前国内调峰辅助服务费用分摊方式主要有：根据发电厂发电量占总发电量的比例或者是由当日市场内所有运行的机组按照各自的上网电费比例进行分摊，这两种方式只考虑了电厂的发电量或者上网电费，未深究机组具体的运行情况，不同负荷率的机组承担了相同的单位电量或电价的调峰费用分摊责任，但显然负荷率超过合理数值的机组理应承担更高的分摊比例；还有一种，将火电的超发电量和其他能源的总发电量乘以修正系数后进行分摊，这种方式可能导致出现某个火电厂整体负荷率较低，整体发电量非常大但却不用承担深度调峰费用分摊责任，而负荷率较高、整体发电量较小的电厂却承担了过多的深度调峰费用分摊责任的情况。
发明内容
针对上述问题，本发明考虑了各个发电主体的负荷率及其深度调峰补偿费用分摊责任的大小，提供了一种基于负荷率的深度调峰费用分摊计算方法。
为了更加方便理解本发明的技术方案，给出以下说明：
深度调峰，指根据电网运行需要，火电开机机组按照电力调度机构要求调减出力至负荷率小于有偿调峰基准。
深度调峰交易时段，将一天24小时平均分为多个时间段，一般可分为288个、96个或48个等，即以每5分钟、15分钟或30分钟等作为一个交易时间段，可根据深度调峰市场的运行需要具体选择。
本发明所提方法引入各类型机组的容量加权系数本发明所采用的技术方案是：
一种基于负荷率的深度调峰费用分摊计算方法，包括以下步骤：
根据各交易时间段内的深度调峰机组中标价格及各交易时间段的实际调用量计算各个交易时间段的深度调峰总费用；
计算各交易时间段电网中所有机组的加权平均负荷率；计算各交易时段各机组或新能源厂站的加权负荷率；
结合系统中所有机组的加权平均负荷率和确定的各交易时段各机组或新能源厂站的加权负荷率，引入各机组或新能源厂站的基础分摊系数和惩罚分摊系数计算各交易时段各机组或新能源厂站的分摊因子；
根据确定的各交易时段各机组或新能源厂站的分摊因子计算各交易时段各机组或新能源厂站的深调费用的分摊系数；
利用分摊系数乘以该时段的深度调峰总费用计算各交易时段各机组或新能源厂站的深调费用的分摊费用；累加所有时段的分摊费用，得到各个机组或者新能源厂站最终的分摊总费用。
本发明所提方法引入各类型机组的容量加权系数，计算全网机组的加权平均负荷率，对不同类型机组可根据其不同的运行特性、在电网中的装机比例、上网电费及在电网中承担的责任等因素设置不同的加权系数，再根据各类型机组自身的加权负荷率与全网负荷率的大小关系，确定分摊因子的计算方式，引入各类型机组的基础分摊系数和惩罚分摊系数，可以灵活、合理地表达出各个发电主体深度调峰补偿费用分摊责任的大小，是一种实用性强的深度调峰费用分摊方法。
本发明提供了基于负荷率的深度调峰费用分摊系统，包括：
深度调峰总费用确定模块，用于根据各交易时间段内的深度调峰机组中标价格及各交易时间段的实际调用量计算各个交易时间段的深度调峰总费用；
加权平均负荷率确定模块，用于计算各交易时间段电网中所有机组的加权平均负荷率；
加权负荷率确定模块，用于计算各交易时段各机组或新能源厂站的加权负荷率；
分摊因子确定模块，用于结合各交易时间段电网中所有机组的加权平均负荷率和确定的各交易时段各机组或新能源厂站的加权负荷率，引入各机组或新能源厂站的基础分摊系数和惩罚分摊系数计算各交易时段各机组或新能源厂站的分摊因子；
分摊系数确定模块，用于计算各交易时段各机组或新能源厂站的深调费用的分摊系数；
分摊总费用确定模块，用于利用分摊系数乘以该时段的深度调峰总费用计算各交易时段各机组或新能源厂站的深调费用的分摊费用；累加所有时段的分摊费用，得到各个机组或者新能源厂站最终的分摊总费用。
本发明提供了一种存储有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质，其特征在于，所述计算机可用程序代码用于执行以上技术方案提供的基于负荷率的深度调峰费用分摊方法。
本发明具有的有益效果是：
本发明可以综合考虑各类型电源的运行特性、在电网中的装机比例以及在电网中承担的责任等因素，设置不同的容量加权系数，计算系统的加权负荷率，作为系统各类型电源负荷率的基准值，各机组或电厂比较各自加权负荷率与系统加权负荷率的大小关系，引入各类型电源的基础分摊系数和惩罚分摊系数计算最终的分摊系数，既避免了按相同的单位电量或电价进行调峰费用分摊不能体现机组不同运行状态引发调峰需求的责任，又避免了某个市场主体负荷率低，发电量大而不需要承担调峰费用分摊责任的情况，同时也充分考虑各类型电源的具体情况，引导各类型电源在电网有调峰缺额时运行在合适的区间，承担符合各类型电源特性的分摊责任，使得深度调峰费用的分摊更加合理；
本发明基于一种基于全网机组加权负荷率和各类型机组或厂站自身的加权负荷率，引入基础分摊系数和惩罚分摊系数计算分摊因子再获取分摊系数的深度调峰费用分摊计算方法，充分了考虑不同类型电源的运行要求，既兼顾对各类电源负荷率的考核又能体现上网电量大小对深度调峰费用分摊的影响，提高了深度调峰费用分摊的合理性，具有很强的实用性。
上述内容仅是本发明技术方案的概述，为了更清楚的了解本发明的技术手段，下面结合附图对本发明作进一步的描述。
附图说明
图1为本发明提供的一种基于负荷率的深度调峰费用分摊计算方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。
实施例：本发明提供一种基于负荷率的深度调峰费用分摊计算方法，包括以下步骤：
(1)首先，根据中标价格及各交易时间段的实际调用量计算各个交易时间段的深度调峰总费用Fi(i＝1,2,...T,T为一天总交易时间段数)；具体实施例中，从深度调峰交易技术支持系统及调度运行控制系统获取各交易时间段内的深度调峰机组中标情况及实际调用执行情况。
(2)计算各交易时间段电网中所有的各类型机组的加权平均负荷率，公式如下：
lsysi＝Pi÷(α火S火i+α水S水i+α核S核i+α风S风i+α光S光i)
其中，Pi为交易时段i系统内所有发电机组的平均总功率，S火i为交易时段i所有在网的火电机组的总额定容量，S水i为交易时段i所有在网的水电机组的总额定容量，S核i为交易时段i所有在网的核电机组的总额定容量，S风i为交易时段i所有在网的风电机组的总额定容量，S光i为交易时段i所有在网的光伏电机组的总额定容量，α火、α水、α核、α风、α光为各类型机组的容量加权系数，lsysi为交易时间段i电网中所有机组的加权平均负荷率。
1)计算各交易时段在网各机组自身的加权负荷率：
各交易时段，火电各在网机组的加权负荷率，计算公式如下：
l火im＝P火im÷(α火Sm)
其中，P火im为交易时段i内火电机组m的平均出力功率，Sm为火电机组m的额定容量，α火为火电机组的容量加权系数，m＝1,2,…,N火i,N火i为交易时段i火电机组实际在线台数；
各交易时段，水电各在网机组的加权负荷率，计算公式如下：
l水in＝P水in÷(α水Sn)
其中，P水in为交易时段i内水电机组n的平均出力功率，Sn为水电机组n的额定容量，α水为水电机组的容量加权系数，n＝1,2,…,N水i,N水i为交易时段i水电机组实际在网台数；
各交易时段，核电各在网机组的加权负荷率，计算公式如下：
l核ir＝P核ir÷(α核Sr)
其中，P核ir为交易时段i内核电机组r的平均出力功率，Sr为核电机组r的额定容量，α核为核电机组的容量加权系数，r＝1,2,…,N核i,N核i为交易时段i核电机组实际在网台数；
各交易时段，各在网风电场的加权负荷率，计算公式如下：
l风is＝P风is÷(α风Ssi)
其中，P风is为交易时段i内风电场s的平均出力功率，Ssi为风电场s的在交易时段i内在网风机的总额定容量，α风为风电的容量加权系数，s＝1,2,…,N风i,N风i为交易时段i在网风电场个数；
各交易时段，各在网光伏电站的加权负荷率，计算公式如下：
l光it＝P光it÷(α光Sti)
其中，P光it为交易时段i内光伏电站t的平均出力功率，Sti为光伏电站t的在交易时段i内在网光伏机组的总额定容量，α光为光伏发电的容量加权系数，t＝1,2,…,N光i,N光i为交易时段i在网光伏电站个数。
2)计算各交易时段在网各机组或新能源厂站的分摊因子：
各交易时段，火电各在网机组的分摊因子，计算公式如下：
Figure BDA0002422008870000071
其中，b火为火电基础分摊系数，c火为火电惩罚分摊系数；
各交易时段，水电各在网机组的分摊因子，计算公式如下：
Figure BDA0002422008870000072
其中，b水为水电基础分摊系数，c水为水电惩罚分摊系数；
各交易时段，核电各在网机组的分摊因子，计算公式如下：
Figure BDA0002422008870000081
其中，b核为核电基础分摊系数，c核为核电惩罚分摊系数；
各交易时段，各在网风电场的分摊因子，计算公式如下：
Figure BDA0002422008870000082
其中，b风为风电基础分摊系数，c风为风电惩罚分摊系数；
各交易时段，各在网光伏电站的分摊因子，计算公式如下：
Figure BDA0002422008870000083
其中，b光为光伏发电基础分摊系数，c光为光伏发电惩罚分摊系数。
3)计算各交易时段各机组或新能源厂站的深调费用实际分摊系数：
计算交易时段i，各个机组或者新能源厂站分摊因子的总和，计算公式如下：
Figure BDA0002422008870000084
计算交易时段i，各个机组或者新能源厂站实际分摊系数，计算公式如下：
shareix＝Mix÷Mi总
其中，shareix表示某个机组或者新能源厂站交易时段i的分摊系数，Mix为某个机组或者新能源厂站交易时段i的分摊因子。
4)利用分摊系数乘以该时段的深度调峰总费用计算各交易时段各机组或新能源厂站的深调费用实际分摊费用，，最后累加所有时段的分摊费用，得到各个机组或者新能源厂站最终的分摊总费用。
本发明的创新点在于引入各类型电源的容量加权系数，各类型电源的容量加权系数之间的比值实质是充分考虑了各类电源运行特性、在电网中的装机比例、上网电费、在电网中承担的责任以及电网运行状态等等因素之后确定的各类型电源负荷率的理想期望值之间的比值；引入各类型电源的基础分摊系数和惩罚分摊系数，既兼顾对各类电源负荷率的考核又能体现上网电量大小对深度调峰费用分摊的影响，能引导各类型电源在电网有调峰缺额时运行在合适的区间，承担符合各类型电源特性的分摊责任。本发明实用性强，同时对于本发明未提及的其他类型电源，也参照上述规则执行，具体很强的扩展性。
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。
以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (7)

1.一种基于负荷率的深度调峰费用分摊方法，其特征在于包括以下步骤：
根据各交易时间段内的深度调峰机组中标价格及各交易时间段的实际调用量计算各个交易时间段的深度调峰总费用；
计算各交易时间段电网中所有机组的加权平均负荷率；计算各交易时段各机组或新能源厂站的加权负荷率；结合各交易时间段电网中所有机组的加权平均负荷率和确定的各交易时段各机组或新能源厂站的加权负荷率，引入各机组或新能源厂站的基础分摊系数和惩罚分摊系数计算各交易时段各机组或新能源厂站的分摊因子；
根据确定的各交易时段各机组或新能源厂站的分摊因子计算各交易时段各机组或新能源厂站的深调费用的分摊系数；利用分摊系数乘以该时段的深度调峰总费用计算各交易时段各机组或新能源厂站的深调费用的分摊费用；累加所有时段的分摊费用，得到各个机组或者新能源厂站最终的分摊总费用。
2.根据权利要求1所述的基于负荷率的深度调峰费用分摊方法，其特征在于，计算各交易时间段电网中所有机组的加权平均负荷率的公式为：
lsysi＝Pi÷(α火S火i+α水S水i+α核S核i+α风S风i+α光S光i)，
其中，lsysi为交易时间段i电网中所有机组的加权平均负荷率，Pi为交易时段i系统内所有发电机组的平均总功率，S火i为交易时段i所有在网的火电机组的总额定容量，S水i为交易时段i所有在网的水电机组的总额定容量，S核i为交易时段i所有在网的核电机组的总额定容量，S风i为交易时段i所有在网的风电机组的总额定容量，S光i为交易时段i所有在网的光伏机组的总额定容量，α火、α水、α核、α风、α光为各类型电源的加权系数，其中α火为火电机组的容量加权系数，α水为水电机组的容量加权系数，α核为核电机组的容量加权系数，α光为光伏发电的容量加权系数。
3.根据权利要求1所述的基于负荷率的深度调峰费用分摊方法，其特征在于，计算各交易时段在网各机组自身的加权负荷率包括：
各交易时段，火电各在网机组的加权负荷率l火im，计算公式如下：
l火im＝P火im÷(α火Sm)
其中，P火im为交易时段i内火电机组m的平均出力功率，Sm为火电机组m的额定容量，α火为火电机组的容量加权系数，m＝1,2,…,N火i,N火i为交易时段i火电机组实际在线台数；
各交易时段，水电各在网机组的加权负荷率l水in，计算公式如下：
l水in＝P水in÷(α水Sn)
其中，P水in为交易时段i内水电机组n的平均出力功率，Sn为水电机组n的额定容量，α水为水电机组的容量加权系数，n＝1,2,…,N水i,N水i为交易时段i水电机组实际在网台数；
各交易时段，核电各在网机组的加权负荷率l核ir，计算公式如下：
l核ir＝P核ir÷(α核Sr)
其中，P核ir为交易时段i内核电机组r的平均出力功率，Sr为核电机组r的额定容量，α核为核电机组的容量加权系数，r＝1,2,…,N核i,N核i为交易时段i核电机组实际在网台数；
所述新能源厂站包括在网风电场和光伏电站；
各交易时段，各在网风电场的加权负荷率l风is，计算公式如下：
l风is＝P风is÷(α风Ssi)
其中，P风is为交易时段i内风电场s的平均出力功率，Ssi为风电场s的在交易时段i内在网风机的总额定容量，α风为风电的容量加权系数，s＝1,2,…,N风i,N风i为交易时段i在网风电场个数；
各交易时段，各在网光伏电站的加权负荷率l光it，计算公式如下：
l光it＝P光it÷(α光Sti)
其中，P光it为交易时段i内光伏电站t的平均出力功率，Sti为光伏电站t的在交易时段i内在网光伏机组的总额定容量，α光为光伏发电的容量加权系数，t＝1,2,…,N光i,N光i为交易时段i在网光伏电站个数。
4.根据权利要求1所述的基于负荷率的深度调峰费用分摊方法，其特征在于，引入各机组或新能源厂站的基础分摊系数和惩罚分摊系数计算各交易时段各机组或新能源厂站的分摊因子方法如下：
各交易时段，火电各在网机组的分摊因子M火im，计算公式如下：
Figure FDA0002422008860000031
其中，b火为火电基础分摊系数，c火为火电惩罚分摊系数，P火im为交易时段i内火电机组m的平均出力功率，α火为火电机组的容量加权系数，l火im为火电各在网机组的加权负荷率，lsysi为交易时段i电网中所有机组的加权平均负荷率，Sm为火电机组m的额定容量，m＝1,2,…,N火i,N火i为交易时段i火电机组实际在线台数；
各交易时段，水电各在网机组的分摊因子M水im，计算公式如下：
Figure FDA0002422008860000041
其中，b水为水电基础分摊系数，c水为水电惩罚分摊系数，P水in为交易时段i内，水电机组n的平均出力功率，Sn为水电机组n的额定容量，α水为水电机组的容量加权系数，n＝1,2,…,N水i,N水i为交易时段i水电机组实际在网台数，l水in为水电各在网机组的加权负荷率；
各交易时段，核电各在网机组的分摊因子M核ir，计算公式如下：
Figure FDA0002422008860000042
其中，b核为核电基础分摊系数，c核为核电惩罚分摊系数，P核ir为交易时段i内核电机组r的平均出力功率，Sr为核电机组r的额定容量，α核为核电机组的容量加权系数，r＝1,2,…,N核i,N核i为交易时段i核电机组实际在网台数，l核ir为核电各在网机组的加权负荷率；
各交易时段，各在网风电场的分摊因子M风is，计算公式如下：
Figure FDA0002422008860000043
其中，b风为风电基础分摊系数，c风为风电惩罚分摊系数，P风is为交易时段i内风电场s的平均出力功率，Ssi为在交易时段i内在网风机的总额定容量，α风为风电的容量加权系数，s＝1,2,…,N风i,N风i为交易时段i在网风电场个数，l风is为各在网风电场的加权负荷率；
各交易时段，各在网光伏电站的分摊因子M光is，计算公式如下：
Figure FDA0002422008860000044
其中，b光为光伏发电基础分摊系数，c光为光伏发电惩罚分摊系数，P光it为交易时段i内光伏电站t的平均出力功率，Sti为光伏电站t的在交易时段i内在网光伏机组的总额定容量，α光为光伏发电的容量加权系数，t＝1,2,…,N光i,N光i为交易时段i在网光伏电站个数，l光it为各在网光伏电站的加权负荷率。
5.根据权利要求1所述的基于负荷率的深度调峰费用分摊方法，其特征在于根据确定的各交易时段各机组或新能源厂站的分摊因子计算各交易时段各机组或新能源厂站深调费用的分摊系数的计算步骤如下：
计算交易时段i，各个机组或者新能源厂站分摊因子的总和，计算公式如下：
Figure FDA0002422008860000051
其中M火im为火电各在网机组的分摊因子，M水im为水电各在网机组的分摊因子，M核ir为核电各在网机组的分摊因子，M风is为各在网风电场的分摊因子，M光is为各在网光伏电站的分摊因子，m＝1,2,…,N火i,N火i为交易时段i火电机组实际在线台数，n＝1,2,…,N水i,N水i为交易时段i水电机组实际在网台数，r＝1,2,…,N核i,N核i为交易时段i核电机组实际在网台数，s＝1,2,…,N风i,N风i为交易时段i在网风电场个数，t＝1,2,…,N光i,N光i为交易时段i在网光伏电站个数，
计算交易时段i，各个机组或者新能源厂站的分摊系数，计算公式如下：
shareix＝Mix÷Mi总
其中，shareix表示某个机组或者新能源厂站交易时段i的分摊系数，Mix为某个机组或者新能源厂站交易时段i的分摊因子。
6.基于负荷率的深度调峰费用分摊系统，其特征在于，包括：
深度调峰总费用确定模块，用于根据各交易时间段内的深度调峰机组中标价格及各交易时间段的实际调用量计算各个交易时间段的深度调峰总费用；
加权平均负荷率确定模块，用于计算各交易时间段电网中所有机组的加权平均负荷率；
加权负荷率确定模块，用于计算各交易时段各机组或新能源厂站的加权负荷率；
分摊因子确定模块，用于结合各交易时间段电网中所有机组的加权平均负荷率和确定的各交易时段各机组或新能源厂站的加权负荷率，引入各机组或新能源厂站的基础分摊系数和惩罚分摊系数计算各交易时段各机组或新能源厂站的分摊因子；
分摊系数确定模块，用于根据确定的各交易时段各机组或新能源厂站的分摊因子计算各交易时段各机组或新能源厂站的深调费用的分摊系数；
分摊总费用确定模块，用于利用分摊系数乘以该时段的深度调峰总费用计算各交易时段各机组或新能源厂站的深调费用的分摊费用，；累加所有时段的分摊费用，得到各个机组或者新能源厂站最终的分摊总费用。
7.一种存储有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质，其特征在于，所述计算机可用程序代码用于执行权利要求1～5所述的基于负荷率的深度调峰费用分摊方法。
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CN116683536A (zh) * 2023-06-12 2023-09-01 国网冀北电力有限公司电力科学研究院 一种新能源基地短路容量需求的分摊方法和装置

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