[发明专利]基于电价-负荷联动响应的热电联产系统风电消纳调度方法

说明书

基于电价‑负荷联动响应的热电联产系统风电消纳调度方法，该方法引入了实时电价机制，根据负荷变动产生新的实时电价，新的实时电价引导电力用户做出响应，实现负荷与实时电价联动响应，从而引导电力市场各主体之间的市场行为，使负荷跨时段转移。在热负荷中心安装电锅炉解耦“以热定电”约束，减少了传输过程中的热能损耗。在目标寻优求解过程中实现日负荷整体动态跨时段转移和热电解耦的最优协调控制，使消纳弃风上网费用及辅助服务费用之差最大，最大限度吸纳风能，同时降低了负荷峰谷差。

技术领域

本发明涉及电力系统的优化调度领域，具体涉及一种基于电价-负荷联动响应的热电联产系统风电消纳调度方法。

背景技术

作为清洁的可再生能源，风力发电有着广阔的发展前景。风电出力具有不确定性和明显的反调峰特性，在风电装机规模迅猛增大的同时，弃风现象时有发生。特别是在“三北”地区，弃风现象严重。依据国家能源局统计的2017年风电数据，显示我国平均弃风率约12％，其中甘肃、新疆、吉林、内蒙古、黑龙江分别弃风33％、29％、21％、15％、14％。分析其原因，一方面，电源结构不合理，具备灵活调节能力的电源比例明显不足，存在调峰困难，尤其在冬季供暖期，供热机组总量大、比例高，“以热定电”的运行模式进一步降低了调节能力，弃风限电形势严峻；另一方面，当地电负荷总量小，风电远距离输送受到阻碍，造成了较大的弃风。“三北”地区的高弃风率成为社会关注的热点，已影响到我国风电的健康持续发展。

随着电力市场改革的稳步推进，现货电力市场体系不断完善，它真实反映了电力系统供需情况并提供价格信号，实现调度运行和市场交易的有效衔接，是解决已存在弃风问题的有效途径。现阶段国内外学者当前主要从储能、热电解耦、需求响应等方面探讨风电消纳问题。针对风电出力的波动性和随机性，可在系统中引入蓄电池储能、抽水蓄能技术，提高风电的可调性，实际中不能忽视高昂的储能成本。或将电锅炉设置在热电厂内部，消纳弃风补偿供热，风电消纳能力受电锅炉容量限制。或将需求价格弹性引入调度系统，根据每时刻电价费用差异引导用户做出响应，主动改变用电消费模式，完成负荷转移，提高负荷低谷时期风电消纳能力，但此需求响应大多数均是通过数值假定或社会问卷调查，难以保证需求价格弹性响应的精度。

综上所述，目前的研究尚未从实时电价角度出发并考虑电锅炉参与，通过经济信号引导发电侧、发配侧、用电侧等市场主体积极配合风电消纳。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于电价-负荷联动响应的热电联产系统风电消纳调度方法，实现了日负荷整体的动态转移，使联合系统的消纳弃风上网费用及辅助服务费用之差最大，同时降低了负荷峰谷差。

本发明采取的技术方案为：

基于电价-负荷联动响应的热电联产系统风电消纳调度方法，包括以下步骤：

步骤一、建立基于负荷比例的实时电价模型：

根据一天每时刻下负荷占日总负荷的比例，将一天的总电费分摊到每个时刻，以每个时段电费分摊后的电价作为实时电价，增大高负荷时段电价，减小低负荷时段电价；根据某日24时刻负荷数据，将电网购电成本、输配电损耗、输配成本和政府性基金的总电费和分摊到各时刻，求解得出此负荷对应的实时电价。

设某日第t时刻下负荷为D_t，周期T为24小时，该日总电量为Q，则有：

设某日内销售电价包括以下四部分，分别为政府性基金P_g、输配电损耗P_l、购电成本P_p、输配电价P_h，则用户侧当日总电费F_b为：

F_b＝(P_g+P_l+P_p+P_h)gQ (2)

依据负荷水平与电价水平成正比例关系，得出：