[发明专利]提高电力系统低碳化水平的联络线送电计划优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及联络线送电计划的优化方法，具体地说是一种提高电力系统低碳化水平的联络线送电计划优化方法。

背景技术

全球气候变化、能源枯竭等一系列危机的出现使得人类不得不重新思考自身的发展方式。坚持节能减排，发展低碳经济是各国实现可持续发展的重要途径。我国政府向世界做出减排承诺，到2020年将实现单位GDP碳排放量相比2005年下降40％～45％。为达成减排目标，实现能源供应的可持续发展，可再生能源的开发利用成为人们的关注热点。

我国能源资源与负荷中心呈逆向分布的整体态势，跨区域大规模远距离输电成为充分开发西部地区资源、保障负荷中心用能需求的重要方式。由于出力具有较大的波动性和不确定性，仅风电远距离送出时外送通道的利用率较低，送电功率可控性及经济性均较差。我国“三北”地区风电及煤炭资源较为丰富，为此，结合送端地区的资源禀赋，“风火互济”逐渐成为我国“三北”地区开发大型能源基地的普遍方式。在合理配比的基础上，“风火互济”可借助火电的调节能力补偿风电出力的波动，保障外送通道的功率需求。

受以煤为主的能源结构限制，我国电力行业所产生的碳排放占我国每年因化石燃料燃烧造成碳排放总量的一半，具有排放量大、排放强度高的特点。为达成我国所做出的减排承诺，电力行业削减碳排放已是刻不容缓，其中一项重要的技术选择是大力发展风电等非化石能源，提高风电在系统中的消纳比例。另外，低碳经济时代，碳排放通过碳税及碳交易等形式被赋予一定经济成本，抬高了传统火力发电技术的发电成本。以火力发电为主的电源结构使得国内部分区域的发电行业面临巨大的碳减排压力，在积极开发本地风电、光伏等非化石资源的同时，区外风电的送入对山东电力系统的低碳化发展具有重要促进作用。“风火互济”的开发方式保证了送电通道的功率可控性及输电经济性，然而由于送端火电调节能力不足，在传统的联络线功率控制模式下可能导致弃风。

由于我国能源负荷逆向分布的整体态势，建设跨区联络线、实现区域间电能的相互支持成为满足负荷中心用电需求、缓解交通运输资源紧张的必然选择。现有区间联络线的功率控制模式一般为定频率、定交换功率及联络线偏差控制模式。对于大型电网间的联络线，传统模式便于各区域电网的分散控制，有利于维持系统的安全稳定运行。然而在低碳发展模式下，在面临风电等大型新能源发电基地消纳困难的问题时，对于跨区域联络线，尤其是含非化石能源基地直送负荷中心的跨区电能直送通道，传统的联络线功率控制模式不再满足促进新能源电力消纳、促进系统低碳发展的需求，存在进一步的优化提升空间。

我国内陆大部分地区受白天日照影响，离地30米以上高空风资源多呈现夜间风大、白天封校的特征，使得风电出力多具有反调峰特性。在风火互济送出系统中，传统功率控制模式不能充分适应风电出力的波动性及反调峰特性，可能出现弃风，造成低碳资源浪费。在此背景下，如果优化向负荷中心送电的联络线送电计划，如采用具有反调峰特性的送电计划，即在夜间送出较大的功率，虽然可能加剧受端电网的调峰压力，但却能较好地适应风电的反调峰特性，从而减少弃风。在受端系统调峰资源的配合下，可通过送电计划的优化促进送端风电的消纳，从而取得显著低碳效益。为此，有必要在给定风电出力预测曲线的基础上，结合送受端的系统特性，对输电通道的送电计划进行优化分析。

因此，针对此类大型能源基地远距离送出通道，可在风电出力预测结果的基础上，优化安排通道的送电计划，充分利用受端系统富余的风电消纳空间促进送端地区风电的消纳，有效减少弃风，促进负荷中心低碳化发展的同时降低系统的运行成本。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种提高电力系统低碳化水平的联络线送电计划优化方法，该方法根据日前风电出力、负荷预测等信息，通过采用优化安排的联络线送电计划，可以充分利用受端系统的风电消纳空间，协助送端系统消纳风电，优化全局系统运行。

为解决上述问题，本发明提供的一种提高电力系统低碳化水平的联络线送电计划优化方法，包括以下步骤：

第一步，建立优化分析模型：

系统总的运行成本为min C_Gen+C_Carbon

其中：