[发明专利]一种适于高比例可再生能源发展的能源电力规划方法

说明书

技术领域

本发明涉及能源电力规划领域，具体涉及一种适于高比例可再生能源发展的能源电力规划方法。

背景技术

面对日益严峻的气候和环境问题，过去的高消耗、高排放的能源发展模式已难以为继，建立以可再生能源为主体的能源供应体系、实现能源清洁低碳转型发展成为大势。由于清洁能源主要转化为电力使用，某种意义上，电力行业不仅处在能源转型的重要位置，也是推动转型的关键环节，并在一定程度上决定转型的效果及成败。高比例可再生能源电力系统区别于常规电力系统的最大不同点是：风电、太阳能发电广泛而大规模地接入电力系统，发电的随机性与波动性致使电力系规划面临新的挑战。具体来讲，一方面，以传统的净持续负荷曲线为基础的投资决策方法已不适用；另一方面，要分析可再生能源、灵活性资源等运行层面影响，必须要开展细时间尺度运行分析。

目前已有学者开展了能源电力规划方法的研究，取得了一定成果。有研究者提出了源网荷综合规划模型，计及各环节主要要素对电力系统规划方案的影响，优化确定最佳的电源和电网扩展规划方案；有学者考虑区域需求与资源差异以及相邻区域间电力交换需求，提出了多区域电源规划模型，并在此基础上，进一步考虑区间输电通道容量和长距离跨区输电需求，提出了基于电网网架结构的多区域电源及电力流规划模型；有学者提出了多区域、多能源、多维度的新型电力规划及生产模拟模型，通过迭代的方式将规划与运行衔接在一起，以实现中远期可再生能源发展路径研究。

总结而言，现有部分模型和方法将可再生能源作为传统电源对待，并未深入分析高比例可再生能源对电力系统规划与运行的影响；部分方法虽提及高比例可再生发电占比，但仍然忽视了规划与运行的耦合；还有部分方法虽提出了规划及运行模拟一体化模型，但运行模拟对未来电力系统信息要求过于复杂，实用化程度欠佳。

有鉴于此，如何在计及高比例可再生能源运行对规划影响的同时，聚焦在中远期能源电力发展规划上，仍然是一个待解决的难题。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提出的一种适于高比例可再生能源发展的能源电力规划方法，所述规划方法包括以下步骤：

S1、获取电源现状及发展相关数据、电网现状及发展相关数据、发电能源资源禀赋相关数据与能源电力发展政策相关数据；获取规划期最大负荷数据；获取规划期风速、光照强度、负荷全年小时级数据；其中，

电源现状及发展相关数据包括各类电源现役机组的容量、投产年份、运行寿命、最大与最小出力限制、置信系数、单位容量固定运维费用、单位度电可变运维费用、单位度电排放成本、单位度电碳排放系数，规划期新增机组的容量范围、运行寿命、最大与最小出力限制、置信系数、单位容量造价、单位容量固定运维费用、单位度电可变运维费用、单位度电排放成本、单位度电碳排放系数、单位容量残值系数，对于储能还包括最大或最小存储容量系数、初始存储容量系数、发电效率和蓄能效率；

电网现状及发展相关数据包括跨省或区输电现役通道的容量、输电距离、最大与最小出力限制、置信系数、单位容量单位距离固定运维费用、单位容量单位距离可变运维费用，规划期新增输电通道的容量范围、输电距离、最大或最小出力限制、置信系数、单位容量单位距离造价、单位容量单位距离固定运维费用、单位容量单位距离可变运维费用；

发电能源资源禀赋相关数据包括各类发电能源规划期生产量、调入量、调出量、进口量、其他行业使用量、最大容量因子和最小容量因子；

能源电力发展政策相关数据包括规划期系统备用系数、碳排放上限、能源消费总量、除电力外其他行业能源消费总量、非化石能源占一次能源消费比重、非化石能源非发电规模、非化石能源发电量占全部发电量的比重下限、弃能率上限、贴现率；

风光荷的全年小时级数据分别是指风速、光照强度或负荷按相同时间属性排序得到的至少一年的全年小时级数据；

S2、基于全年小时级数据，聚类构建风光荷联合场景集；

S3、基于所述风光荷联合场景集，以规划期全社会电力供应总成本最小为优化目标，考虑电力系统规划与运行相耦合的约束条件，构建多区域、多场景能源电力发展规划模型；

S4、根据优化算法求解规划模型；

S5、确定电源建设、电力流方案及运行统计信息。

在上述方法中，所述规划期内全社会电力供应总成本最小的具体公式如下：