[发明专利]一种风光火储协调优化运行方法

说明书

一种风光火储协调优化运行方法，首先获得火电机组、背压式热电联产机组及抽汽式热电联产机组开机状态序列，其次获得风电机组及光伏机组可用功率序列，然后以电力系统运行成本最小为目标，考虑电力系统实时功率平衡约束、机组功率约束、火电机组爬坡约束、热电联产机组供热约束、抽水蓄能电站约束及电力系统备用约束，建立风光火储协调运行模型，最后，对不同模拟时段内电力系统状态求解风光火储协调运行模型，得到机组功率安排；若模型不存在可行解，则引入弃风功率及弃光功率，对风光火储协调运行模型修改后再进行求解；本发明实现以电力系统运行成本最小的风光火储协调优化运行，能够为电力系统运行和调度提供指导。

技术领域

本发明属于电力系统新能源消纳领域，尤其是含多类型电源的电力系统新能源消纳问题，具体涉及一种风光火储协调优化运行方法。

背景技术

近年来，新能源发电发展迅速，新能源装机容量在系统中所占比重不断增大。但由于新能源发电具有波动性、随机性和间歇性的特点，新能源大规模并网给系统调节能力带来巨大挑战，造成火电机组频繁启停和弃风、弃光等问题。抽水蓄能机组作为一种储能设备，在系统削峰填谷、调频和黑启动方面发挥着重要作用，抽水蓄能机组与风力发电联合运行，已成为电力系统中解决新能源消纳问题重要的策略之一。

在我国北方地区，冬季供暖期热电联产机组“以热定电”的运行限制了机组的调峰能力，为新能源消纳带来问题。目前多电源并存的协调运行模型未考虑热电联产机组给电力系统带来的限制，而且现有的电力系统多源协调运行研究大多仅考虑风电机组与抽水蓄能电站协调运行，随着光伏电站装机容量的不断增大，光伏发电量在总发电量中所占的比重不断提高，因此有必要研究风电场、光伏电站、火电厂和抽水蓄能电站协调运行的电力系统运行方式。

发明内容

针对电力系统现有多电源协调运行方法的不足，本发明的目的在于提出一种风光火储协调优化运行方法，本发明针对含风电、光伏、抽水蓄能、常规火电和热电的多电源电力系统，考虑抽水蓄能电站的运行特性、热电联产机组的热电耦合关系及风电和光伏的消纳情况，对火电机组功率、背压式热电联产机组供电功率及供热功率、抽汽式热电联产机组供电功率及供热功率、抽水蓄能电站抽水功率或发电功率进行安排，实现以电力系统运行成本最小的风光火储协调优化运行，能够为电力系统运行和调度提供指导。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种风光火储协调优化运行方法，包括以下步骤：

1)输入原始数据，包括电力系统电负荷数据、热负荷数据、火电机组强迫停运率及平均修复时间、背压式热电联产机组强迫停运率及平均修复时间、抽汽式热电联产机组强迫停运率及平均修复时间、历史风速数据及历史太阳辐照度数据；定义最大模拟周期数D_max和一个模拟周期内最大模拟时段数T_max，且设定模拟周期D＝1，模拟时段T＝1；

2)基于状态持续时间采样法获得模拟周期D内火电机组开机状态序列、背压式热电联产机组开机状态序列及抽汽式热电联产机组开机状态序列；

3)基于逆变换法获得模拟周期D内风电机组可用功率序列及光伏机组可用功率序列；

4)获取模拟周期D的模拟时段T内的电力系统状态，包括电负荷数据、热负荷数据、火电机组开机状态、背压式热电联产机组开机状态及抽汽式热电联产机组开机状态、风电机组可用功率及光伏机组可用功率；

5)对步骤4)中的电力系统状态求解风光火储协调运行模型，若模型存在可行解，则说明模拟周期D的模拟时段T内电力系统能够完全消纳风电机组可用功率及光伏机组可用功率，进入步骤8)；若模型不存在可行解，说明模拟周期D的模拟时段T内电力系统不能完全消纳风电机组可用功率及光伏机组可用功率，进入步骤6)；风光火储协调运行模型由目标函数和约束条件组成，具体模型为：

5.1)目标函数