[发明专利]一种基于节点电价的风电场价值评估方法

摘要

本发明涉及一种基于节点电价的风电场价值评估方法。提出考虑风电并网的网络价值，并融于节点电价中，利用潮流追踪的思想、风电并网前后负荷节点电价的变化以及风电引起的备用成本，建立评估某一个风电场的具体价值模型，以优化电力系统及风电场自身运行。

主权项

1.一种基于节点电价的风电场价值评估方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、提取系统信息、运行参数和网络参数：步骤S2：最优潮流目标函数以系统运行费用最低，运行不含风电的电力系统最优潮流，利用原‑对偶内点法获得各个节点电价、重载线路编号及重载荷输电线路输送容量，计算没有含风电时各条线路的传输裕度rl，即其中，hl为线路l上的潮流；Flmax为线路l上的最大传输容量；rl为不含风电时重载荷线路l的传输裕度；当rl≤α时，认为线路l是重载荷线路，α根据电网的实际运行情况取值；步骤S3：计算风电并网传输裕度价值：当风电并网后，原有的重载荷线路l传输裕度为rlW，若rlW‑rl≥0，则风电在线路l上将产生正面网络价值；为了简化分析问题，令：VlW,T,+＝rlW‑rl式中，VlW,T,+为风电在线路l上的正面网络价值；反之，若rlW‑rl≤0，则风电在线路l上产生负面网络价值VlW,T,‑，令VlW,T,‑＝γl(rlW‑rl)γl是一个大于1的比例系数，表示在重载荷线路下继续加剧线路过载，则其负面价值应该更大；若风电并网出现新的重载荷线路l，即rlW≤α，则风电在线路l上产生负面网络价值为VlW,T,N,‑，令VlW,T,N,‑＝rlW‑α若风电并网没有使得原有的重载荷线路减载、加载或出现新的重载荷线路，则其网络价值为0；综上，风电并网后对于线路l传输裕度价值为：VlW,T＝al(rlW‑rl)+blγ(rlW‑rl)+cl(rlW‑α)其中，al、bl、cl为0、1变量，对于线路l，至多有一个不为0；步骤S4、建立考虑风电并网传输裕度价值的最优潮流模型：风电并入电力系统，最主要的目的是在确保电力系统安全运行的前提下，尽可能地降低不可再生能源能耗水平，保持电力系统的可持续发展；因此，最优潮流目标函数为系统运行费用最低，即ai、bi和ci分别为常规发电机组i的成本函数；PiG常规发电机组i的发电出力；NG为常规发电机组的数量；步骤S5、求解含风电的节点电价：为了求含风电的节点电价，将步骤S4建立模型转化为拉格朗日函数，定义λ₁、λ_2l、λ_3l为等式约束的拉格朗日系数，且λ₁≥0、λ_2l≥0、λ_3l≥0；定义μ_1l、μ_2l、τ_1l，g_1i、g_2i、为不等式约束的拉格朗日系数，且μ_1l≥0、μ_2l≥0、τ_1l≥0、g_1i≥0、g_2i≥0、根据KKT条件，在最优点处应该满足：由上式可以得到：λ3l＝‑τ1l(al+blγ+cl)则体现风电并网充裕度价值的节点电价为：把这种网络价值融于节点电价中，则改进后的节点电价包含4个分量：能耗、网损、阻塞以及线路传输裕度；其中，为风电并网引起的传输裕度在节点电价中的体现；步骤S6、基于节点电价的风电场能耗价值和网络价值评估：风电的能耗价值体现在节点电价λ₁、两个分量中；风电并网将降低系统常规发电机组的能耗，使得λ₁下降；同时，风电场的并网运行将改变系统原有的电源布局和出力水平，在负荷需求相对不变的情况下，网络中的潮流分布也将发生明显的改变，支路潮流的变化必然引起网损的变化，从而引起网损能耗的变化，即的改变；风电的网络价值体现在风电并网后可能提供逆向潮流，使得原有的线路阻塞减轻或消除，重载线路传输裕度增加，此为正的网络价值；当然，也可能使线路传输裕度减少或过载，从而产生负的网络价值；根据含风电的节点电价模型，风电的能耗价值和网络价值都可以体现在节点电价中；若接纳风电能减少节点边际供电成本，降低节点上的电价水平则充分体现风电的价值，故节点k上的风电场的能耗价值和网络价值可以表示如下：P_i^W,I为各风电场在节点i上注入的风电出力总和；为第k个风电场在节点i注入功率，可以利用潮流跟踪获得；λ_i为风电接入前节点i的价格，仅包含能耗、网损和阻塞三个分量；为含风电的节点i的价格，包含能耗、网络、阻塞和充裕度四个分量；步骤S7、考虑风电不确定性引起的备用成本：由于风电的不确定性，引起备用成本的增加，称为不确定性成本；为突出风电并网引起的备用容量的增加和备用成本的上升，忽略负荷预测误差；系统的备用价格往往会随着备用容量的增加而增加，故将备用价格写成与风电接纳水平有关的一次函数：其中，aS、bS为风电引起的备用容量成本的价格系数；η为风电预测误差系数；设需要的备用容量与风电预测误差成正比，则因风电预测误差引起的总的备用成本为：节点k上的风电场所引起的备用成本为：步骤S8、风电场价值评估：根据上述分析，节点k上的风电价值为