[发明专利]一种考虑调峰和爬坡需求的两阶段源-荷调度方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统分析与调度技术领域，尤其涉及一种考虑调峰和爬坡需求的两阶段源-荷调度方法及装置。

背景技术

2014年6月7日国务院印发的《能源发展战略行动计划(2014-2020年)》中，提出坚持“节约、清洁、安全”的战略方针，把发展清洁低碳能源作为调整能源结构的主攻方向。虽然2014年全国风电累计并网装机容量已达到9637万千瓦，占全部发电装机容量的7％，但全国风电平均弃风率达到8％，弃风现象非常普遍，而在“三北”地区尤其突出，如何大规模消纳风电已成为限制风电发展的瓶颈问题。

风电出力具有间歇性、随机性和反调峰性的特点，因而需常规火电机组具备大幅连续爬坡、深度调峰的能力，要求电力系统具有更加灵活的调节能力。调峰能力是制约风电消纳的一个重要因素；而爬坡需求也在一定程度上制约了风电的消纳，当负荷相邻时段间的差值或一定时间段内连续增加(减小)的总量较大时，火电机组受爬坡速度和出力上下限的限制，可能其总爬坡能力不能满足要求，而风电接入电力系统与负荷相减后，不仅会增大负荷峰谷差，还会增大电力系统对于常规火电机组的爬坡需求。因此，如何提高电力系统灵活调节能力，减小电力系统的调峰和爬坡需求，从而解决由于调峰和爬坡制约而产生弃风的问题，是促进风电消纳亟待解决的问题。

当风电接入电力系统后，从发电端进行调整已难以应对较高的调峰和爬坡需求，而需求侧资源主动参与调节，将增加电力系统调解能力的灵活性。需求响应是指电力终端用户根据不同时期的价格信号和激励措施主动发生的改变日常用电模式的互动方式。在智能电网背景下，需求侧被赋予越来越大的灵活性和弹性使其在电力系统运行中发挥重要的作用。需求响应作为优化电网运行的新的突破口，凭借其灵活的调节能力，在提高风电利用率方面有显著的优势。近年来，国内外已针对将需求响应应用于含风电电力系统的协调运行进行了大量研究，如将需求响应用于含风电电力系统经济运行、缓解输电阻塞、平抑风电波动和提高风电节能减排效益等。

发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术中至少存在以下缺点和不足：

上述研究均未从净负荷曲线的角度考虑电力系统的调峰和爬坡需求对风电利用率的限制，未从平滑净负荷曲线、减小含风电电力系统调峰和爬坡需求的角度促进风电消纳；需求响应一般被引入到电力系统经济调度或机组组合模型中，并未单独建立需求响应优化模型对净负荷曲线进行优化。

发明内容

本发明提供了一种考虑调峰和爬坡需求的两阶段源-荷调度方法及装置，本发明可有效提高风电利用率，适用于含大规模风电电力系统的实际调度，详见下文描述：

一种考虑调峰和爬坡需求的两阶段源-荷调度方法，所述调度方法包括以下步骤：

根据净负荷曲线的拐点对净负荷曲线进行分区；基于净负荷曲线分析电力系统的调峰需求和各时段间的爬坡需求；

对每个分区利用一阶段激励型需求响应优化模型对净负荷曲线进行优化；

当所有分区计算完毕时，输出优化后的负荷曲线；

基于优化后的负荷曲线，利用二阶段调度模型进行日前调度；

当优化调度结果合理，即满足所有约束条件时，输出调度的结果，流程结束。

其中，所述调度方法还包括：

当所有分区计算尚未完毕时，继续对未计算的分区利用一阶段激励型需求响应优化模型对净负荷曲线进行优化。

其中，所述调度方法还包括：

当优化调度结果不合理，即不满足任一约束条件时，重新对每个分区利用一阶段激励型需求响应优化模型对净负荷曲线进行优化。

其中，所述一阶段激励型需求响应优化模型包括：

第一目标函数、各节点响应量的上下限约束、净负荷的上下限约束、各负荷节点的总响应量约束以及相邻时段间和区间爬坡需求约束。

其中，所述二阶段调度模型包括：

第二目标函数、功率平衡约束、火电机组出力约束、火电机组爬坡约束、风电机组出力约束以及旋转备用约束。

一种考虑调峰和爬坡需求的两阶段源-荷调度装置，所述调度装置包括：

分区模块，用于根据净负荷曲线的拐点对净负荷曲线进行分区；

分析模块，用于基于净负荷曲线分析电力系统的调峰需求和各时段间的爬坡需求；

第一优化模块，用于对每个分区利用一阶段激励型需求响应优化模型对净负荷曲线进行优化；

第一输出模块，用于当所有分区计算完毕时，输出优化后的负荷曲线；

调度模块，用于基于优化后的负荷曲线，利用二阶段调度模型进行日前调度；