[发明专利]一种火电机组灵活性改造与输电规划联合决策方法及系统

说明书

本发明提供了一种火电机组灵活性改造与输电规划联合决策方法及系统，构建火电机组灵活性改造与输电网规划联合优化数学模型，优化模型以整个规划期内的投资费用和运行费用之和最小为目标；将优化模型中的混合整数非线性约束条件转换为等价的混合整数线性约束条件，采用混合整数线性规划法对转换后的混合整数线性规划模型进行求解。本发明考虑典型日负荷及风电等的时序特征，进行火电机组灵活性改造与输电网规划的联合决策，在促进风电消纳的同时提升电力系统规划投资的经济性。

技术领域

本发明涉及电网规划技术领域，特别是一种火电机组灵活性改造与输电规划联合决策方法及系统。

背景技术

输电网是承接发电与负荷功率实时平衡的载体，为满足日益增长的用电负荷需求和电源送出需要，需要对输电网进行超前规划。随着电力生产过度依赖于传统化石能源而导致的资源紧张与环境污染问题日渐突出，大力发展风电等清洁能源已成为全球共识。风力发电是当前技术最为成熟、最具规模化开发价值的清洁能源利用形式，世界范围内风电呈现大规模发展态势。受自然因素影响，不同时段风电出力变化比较大，大规模风电并网对输电网规划技术提出了更高的要求。

随着社会经济的发展，多样化用电负荷不断增加，高峰负荷不断攀升。大规模风电并网的反调峰特性加剧了净负荷的峰谷差，电力系统调峰压力严峻，迫切需要具有调节能力的火电机组增强调峰服务能力，在白天高峰负荷时段增加出力满足峰荷用电需求，在夜间低谷负荷时段降低出力以消纳绿色清洁的风力发电。我国火电机组装机以燃煤机组为主，装机容量基数较大，但普遍存在最小技术出力(最低稳燃负荷)相对较高的问题，尤其是燃煤供热机组更为突出，在夜间风电大发时段火电机组降出力空间有限，弃风现象在所难免。解决风电并网后的调峰问题的一种有效方法是在电网中增加抽水蓄能电站或燃气火电，然而抽水蓄能电站选址对地理条件较为苛刻，燃气发电对气源及天然气价格依赖性高，而且两者均需电网增加大规模投资。另外一种方法就是提升传统燃煤火电机组的调节能力，对火电机组进行灵活性改造，该方法无需占用土地等社会资源，是相对较为经济可行的技术手段，如何结合电网发展对火电机组进行灵活性改造规划具有重要研究价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种火电机组灵活性改造与输电规划联合决策方法及系统，旨在解决现有技术中最低稳燃负荷相对较高以及弃风现象的问题，在促进风电消纳的同时提升电力系统规划投资的经济性。

为达到上述技术目的，本发明提供了一种火电机组灵活性改造与输电规划联合决策方法，所述方法包括以下操作：

构建火电机组灵活性改造与输电网规划联合优化数学模型，优化模型以整个规划期内的投资费用和运行费用之和最小为目标，并包含多个约束条件；

将优化模型中的混合整数非线性约束条件转换为等价的混合整数线性约束条件，采用混合整数线性规划法对转换后的混合整数线性规划模型进行求解，得到联合规划方案。

优选地，所述方法还包括在构建模型之前输入传统火电机组参数、现状电网输电元件参数，输入规划目标年内每月典型日的最大负荷、最大风电功率以及24小时负荷功率和风电功率变化标么值，根据火电机组运行情况设定可参与灵活性改造的火电机组范围并设定改造成本，根据输电线路走廊情况设定候选的新建输电线路范围并设定建设成本，设定风电弃风成本系数和系统允许的弃电率。

优选地，所述优化模型的目标函数为：