[发明专利]基于风电和水电的电力系统调峰方法

说明书

技术领域

本发明属于电气自动化领域，具体涉及一种基于风电和水电的电力系统调峰方法。

背景技术

近年来，国内的风电发展迅猛。由于风电具有波动性、随机性、间歇性和反调峰等特性，目前风电预测的方法也不能较为精准地对风电的出力进行预测，使得大规模的风电接入对电网的规划与运行带来了严峻的挑战，系统备用、电力电量平衡以及调峰等问题日益突出。为了保证系统的安全稳定运行，有必要对系统提供足够的调峰容量以接纳大规模的风电。在系统无法完全消纳风电的情形下，适当的弃风有利于缓解系统的调峰压力，但是这会导致发电容量的浪费以及风电成本的增加。这个问题在水电富集的地区尤为突出。

水电是一种廉价的清洁能源，能够给系统提供较多的调峰容量，抽水蓄能电站也被认为是最具潜力的调峰电源，系统的调峰容量通过风电和水电的联合运行来进行优化。它可以减小弃风的频率，但需要更加有效的风电水电联合运行方法。经过研究和计算发现，弃风对风力发电的成本上升并不是一条线性曲线，而是类似指数曲线的方式上升，即弃风量越大，风电场的发电单位成本上升速度越快，但在弃风量增大初期，弃风造成的单位电价上升增长相对缓慢。虽然目前已有大量关于风电水电联合运行方法用于提高系统的调峰容量，但是弃风弃水现象实际运行中仍然很常见，造成了大量的成本的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够合理分配弃风、弃水容量，从而达到电力系统最优化运行目的的基于风电和水电的电力系统调峰方法。

本发明提供的这种基于风电和水电的电力系统调峰方法，包括如下步骤：

S1.获取电力系统的风电出力特性曲线，并对该系统的日负荷曲线采用以下算式进行修正：

L_eq＝L_or-P_wo

式中L_eq为修正后的等效负荷，L_or为原始负荷曲线，P_wo为系统风电出力特性曲线；

S2.对步骤S1得到的等效负荷曲线进行分布校验，得到等效负荷曲线服从的概率分布，从而得到等效负荷曲线的密度分布函数；

S3.采用以下算式计算调峰改善因子曲线I：

其中，P_mp为系统在一段时间内的最大调峰容量，P_ηmax为一段时间内弃风功率的最大值，P_ηmin为一段时间内弃风功率的最小值，I′为改善因子曲线主体部分，采用如下算式进行计算：

式中P_wa为此刻的弃风功率，P_η为系统在一段时间内弃风功率的平均值，ξ₁为调峰收益因子的比例常数，代表水力发电在电网内的发电比例；

S4.采用以下算式计算容量影响因子曲线V：

式中f(x)为步骤S2中得出的等效负荷曲线的概率密度函数，L_eql为一段时间内等效负荷的最小值，ξ₂为容量影响因子的比例常数，代表风电在电网内的发电比例，且ξ₁+ξ₂＝1；

S5.以弃风功率P_wa为变量，计算调峰改善因子曲线I和容量影响因子曲线V的非零交点，并计算非零交点对应的弃风功率值W_oc；

S6.以步骤S5得到的弃风功率值W_oc为最大弃风功率进行电力系统调峰。

步骤S3所述的调峰改善因子曲线，为在系统负荷过小且风速过大的情况下进行弃风。

步骤S5所述的计算调峰改善因子曲线I和容量影响因子曲线V的非零交点，具体包括如下步骤：

1)以弃风功率为横坐标，将调峰改善因子曲线I的曲线画出；

2)在同一坐标轴上将容量影响因子曲线V的曲线画出；

3)由于调峰改善因子曲线I曲线必定为一条直线，容量影响因子曲线V为一条斜率逐渐上升的曲线，故除去在零点的交点以外，两条曲线必然有且只有一个交点，求出该交点的对应的弃风功率值W_oc。

步骤S6所述的电力系统调峰，是以弃风功率值W_oc为最大弃风功率，以优先选择弃风、其次选择弃水为调峰原则进行电力系统调峰。