[发明专利]计及多能耦合影响的电-气-热系统灵活性评估方法

说明书

本公开提供了一种计及多能耦合影响的电‑气‑热系统灵活性评估方法，获取电‑气‑热系统的参量数据；根据获取的参量数据，得到不同观测时间点的上调灵活性指标和下调灵活性指标；将上调灵活性指标和下调灵活性指标在一个调度周期内取平均值，得到电‑气‑热系统的平均灵活性指标；根据得到的不同观测时间点灵活性指标及平均灵活性评价指标，进行电‑气‑热响应风电变化的能力评估；本公开通过分析机组、储能设备、能量转换设备及可调节负荷的工作原理和运行特征，对其上调和下调灵活性进行量化，基于此建立灵活性评价体系用于评估系统可接纳风电的容量，提高了评估的准确性。

技术领域

本公开涉及电-气-热系统优化评估技术领域，特别涉及一种计及多能耦合影响的电-气-热系统灵活性评估方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

随着能源需求的快速增长，传统化石能源储量已不足以支撑长期的消费，同时化石能源的燃烧还会造成严重的环境污染。在环境污染和能源危机的双重压力下，如何实现可再生能源如风电、光伏等的大规模接入利用得到了各国的广泛研究。然而，随着可再生能源接入率的增加，由于其出力的波动性和随机性，加剧了电力系统频率偏移和电压不稳定问题，对系统的安全稳定运行造成威胁。此外，系统灵活性资源缺乏会导致系统因可调节能力不足而无法及时平衡功率，造成能源浪费或负荷供应不足。综上所述，在当前存在大量不确定性可再生能源并网的情况下，灵活性资源的合理调度已成为电力系统运行非常重要的环节。

为了更好地解决风电出力不确定性带来的不利影响，很多用于量化和挖掘系统灵活性的方法被提出。可调用的灵活性资源根据其来源可以被分为三类：发电机组、输电线路和用户需求。常规火电机组可通过调整其出力值和工作状态来响应风电变化。机组的灵活性通常受允许出力边界、爬坡速率和启停状态等因素的限制。有研究人员提出了在典型经济运行和机组组合场景下的机组灵活性指标，考虑了机组的爬坡能力和启停时间，量化了机组运行过程中的灵活性。有研究人员提出了发电扩展规划(GEP)概念，考虑火电机组在系统规划中的灵活性供给，从而避免因投资不足导致的可再生能源浪费和切负荷现象。在输电线路方面，灵活性主要体现在每条输电线路允许的输电能力上。有研究人员基于电网支路静态安全裕度和潮流分布，定义了输电网络的灵活性指标，以保证线路传输功率不跨越边界。有研究人员引入动态位置灵活性的概念，分析了灵活性指标和惯性分布指标之间的关系，用以识别不确定负载和功率注入下电力系统中灵活性最高的母线。用户需求方面，考虑到峰谷电价及用能政策对用户用能习惯的影响，需求响应可以看作是一种新的灵活性资源参与电力系统调度，提高系统灵活性。

目前针对电力系统整体灵活性的评价指标主要分为两类，即概率型评价指标和确定型评价指标。概率型指标依赖于灵活性资源和风电出力的概率分布，确定型指标则是利用已知的可调参数范围来指导系统的运行。传统的系统发电充裕度指标为失负荷期望(LOLE)，该指标是通过将系统出现供能不足情况的概率相加得到。基于LOLE指标，另一种概率型指标被提出，即爬坡资源不足期望(IRRE)，从机组爬坡能力的角度再次重新定义系统运行的灵活性。在灵活性不足方面，爬坡不足概率(LORP)用于描述机组爬坡能力的限制，在实际应用中，未利用能量期望(EENS)在评估系统灵活性方面发挥了很好的作用。有研究人员考虑了机组输出、爬坡能力和线路传输能力等因素，采用最大允许负荷波动区间即确定型指标来表征系统运行的灵活性水平。