[发明专利]基于可控负荷提升新能源接纳能力的电网日前发电计划优化方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于可控负荷提升新能源接纳能力的电网日前发电计划优化方法，包括如下步骤：首先，对不同类型可控负荷进行分析，得到可控负荷安全运行约束；其次，对可控负荷定价问题进行研究，制定可控负荷报价曲线，定价应考虑可控负荷的沉没成本、边际成本及资金的时间成本；分别建立新能源发电出力周期波动的确定性模型和随机波动的概率模型，进而建立考虑新能源发电消纳、含可控符合的电力系统日前发电计划制定优化模型然后制定可控负荷最优运用策略。本发明通过合理调配可控负荷的负荷曲线平抑电力系统负荷曲线的波动幅度，提高系统的调峰能力，进而提高电力系统对新能源发电的接纳能力。

技术领域

本发明涉及电力领域，具体涉及一种基于可控负荷提升新能源接纳能力的电网日前发电计划优化方法及系统。

背景技术

以风力发电、光伏发电为主的新能源发电规模不断扩大，在电网中的渗透率不断提高。风电、光伏在发电过程中不消耗化石燃料，具有绿色、环保的特点，有益于人类社会的可持续发展。但是，它们的发电情况与风速、日照强度等很难准确预测的自然因素紧密相关，新能源发电机组有功出力曲线既在宏观上呈现出以一定时间为周期波动的规律性，也在微观上呈现出一定幅度内波动的随机性。这些波动是电力系统的调峰、调频面对新问题。弃风、弃光是我国新能源发电领域长期存在的一个问题，电网消纳能力不足是一个重要原因。“履行环保低碳责任，努力做绿色发展的表率”是国家电网公司的社会责任。国家电网公司在系统调度运行中优先调度新能源，利用先进运行技术支持新能源消纳，2016年国家电网公司消纳清洁能源11893亿千瓦时，东北跨省跨区累计外送新能源113.02亿千瓦时，同比增长12.07%。

另一方面，市场化使电力系统中出现了带有需求响应的电力负荷，技术发展与社会需求使电力系统中出现了电热储能炉、电锅炉等用电设备。与一般意义上负荷不同的是，这两类负荷具有可控性。随着人工智能技术和智能电网技术的飞速发展，越来越多的智能设备会使电力系统负荷中的可控负荷比例不断提高。日前发电计划面对的电力系统，正在从以可控的发电侧、不可控的负荷侧为特点向部分可控的发电侧、部分可控的负荷侧为特点进化。因负荷波动而产生的电力系统调峰问题是日前发电计划需要解决的关键问题，而新能源发电带来的发电侧功率不可控波动和电力系统原本已经捉襟见肘的调峰能力的矛盾限制了电力系统的新能源接纳能力。

我国的风力发电、光伏发电等容量仍在持续增长，电网公司仍然需要新的新能源消纳技术，随着可控负荷数量越来越多，规模越来越大，在日前发电计划中计入可控负荷影响是大势所趋。

日前发电计划制定问题多以经济性作为优化目标，并要考虑负荷、电网、发电机组存在的多种限制，因此，约束条件数量巨大。机组启、停两个状态作为数学变量是离散的，而机组有功输出功率又是连续变量，因此，问题的数学模型是混合整数规划。

混合整数规划问题求解是NP难问题，求解难度要远高于连续的线性规划和非线性规划问题。可直接采用专门针对整数规划问题的割平面法、分支定界法求解模型；亦可先不考虑变量的离散特点，采用连续规划方法求解；也可动态规划方法或智能优化方法求解。问题的性质决定了所有实用化算法都不能给出全局最优解，问题的求解要在计算量和计算效果之间取得平衡。

当前，用于求解各种优化问题的通用优化软件在市场上有售，但这些通用软件普遍存在的问题是，针对性不强，计算效率较低，且在使用前需要人工把问题转化为软件能够处理的形式；针对具体环境、具体问题——如日前发电计划优化——提出专门解决方案，针对性强，有较高的计算效率和较好效果，但需要付出更多分析和编程工作。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种基于可控负荷提升新能源接纳能力的电网日前发电计划优化方法及系统。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

基于可控负荷提升新能源接纳能力的电网日前发电计划优化方法，包括如下步骤：