[发明专利]一种燃煤发电厂退役规划方法及系统

说明书

本发明涉及一种燃煤发电厂退役规划方法及系统，所述方法包括如下步骤：建立燃煤发电厂退役过程的第一数学模型和卡诺电池改造过程的第二数学模型；根据第一数学模型和第二数学模型，建立用于发电厂退役和卡诺电池改造协同规划的目标函数和约束条件；基于约束条件，采用嵌套列约束生成算法求解所述目标函数，获得最优规划方案。本发明通过对CFPP退役和改造进行联合规划，并采用嵌套列约束生成算法求解CFPP退役和改造联合规划的目标函数，实现了燃煤发电厂退役方案的规划。而且本发明通过对CFPP退役和改造进行联合规划，将CFPP改造为卡诺电池不仅可以降低其搁浅成本，还可以将其保留在系统中提供一定的调节能力。

技术领域

本发明涉及电力系统规划技术领域，特别是涉及一种燃煤发电厂退役规划方法及系统。

背景技术

在“碳中和”目标的引领下，加快电力系统低碳转型是实现低碳发展的关键。传统燃煤发电机在电力供应中所占份额最大，碳排放量最高，老化的CFPP (coal-fired powerplants，燃煤发电厂)的退役在低碳电网转型中起着重要作用。然而，CFPP退役和大规模VRE(Variable Renewable Energy，波动性可再生能源)并网给电力系统的安全稳定运行带来了巨大挑战。VRE通过电力电子接口连接到电网，导致系统同步惯性减小，这可能会威胁系统的频率安全。因此，大量老化的CFPP在短时间内未经协调就退役将威胁电网的安全运行，同时带来一定的搁浅成本。如何在考虑日益增长的需求和大规模VRE集成的同时，找到最佳的规划方案，确定CFPP何时、哪些应退役是一个重要的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种燃煤发电厂退役规划方法及系统，以实现燃煤发电厂退役方案的规划，促进燃煤发电厂退役的进程。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种燃煤发电厂退役规划方法，所述方法包括如下步骤：

建立燃煤发电厂退役过程的第一数学模型和卡诺电池改造过程的第二数学模型；其中，卡诺电池改造过程为通过增加电转热设备和储热装置将燃煤发电厂改造为卡诺电池的过程；

根据所述第一数学模型和第二数学模型，建立用于发电厂退役和卡诺电池改造协同规划的目标函数和约束条件；

基于所述约束条件，采用嵌套列约束生成算法求解所述目标函数，获得最优规划方案。

可选的，所述第一数学模型包括燃煤发电厂的退役成本和修复成本，所述第二数学模型包括卡诺电池的规划成本；

燃煤发电厂的退役成本为：

燃煤发电厂的修复成本为：

卡诺电池的规划成本为：

其中，为燃煤发电厂i在s阶段的退役成本；和分别表示燃煤发电厂i在s-1阶段和s阶段的退役决策变量，c_u表示燃煤发电厂的单位容量处置成本，c_s表示燃煤发电厂的单位容量的回收成本，r^rt表示回收费用的递减率； L_i表示燃煤发电厂i的寿命，y为基准年的年份，是燃煤发电厂i的容量，ε表示贴现率；

为燃煤发电厂i在s阶段的修复成本；和分别表示燃煤发电厂i在s-1阶段和s阶段的修复决策变量，c_rh是燃煤发电厂的单位容量翻新成本；

是卡诺电池j在s阶段的规划成本；和分别表示卡诺电池在s-1 阶段和s阶段的改造决策变量；c_eh是每兆瓦的电转热设备成本；c_Q是每兆瓦时熔盐蓄热的成本；c_rm是每兆瓦的卡诺电池的维护成本；是卡诺电池j的容量；是电转热设备的额定功率；为熔盐蓄热容量。

可选的，所述目标函数为：