电力系统灵活性资源计算方法与流程

    专利查询2025-04-18  20


    本公开涉及电力系统规划,更具体地,涉及一种电力系统灵活性资源计算方法。


    背景技术:

    1、开发利用可再生能源对于促进经济社会的可持续发展、保护生态环境、应对气候变化等方面具有不可替代的作用和意义。但随着以风力、光伏发电为主的可再生能源大规模并网,其固有的随机性与波动性需要引入相应的灵活性资源进行平衡。

    2、为了应对当前复杂多变的调峰压力,相关技术中,消纳可再生能源并网波动的灵活性资源目前主要分为两种。一种是具有较快相应速度的储能系统,但由于单位容量价格过于昂贵,不适用于大规模配置。另一种是将传统火电机组进行灵活性改造以提高调峰能力,但火电机组有其调峰极限,不适用于可再生能源渗透率过高的场合。因此,如何利用各灵活性资源的特性进行互补,构建合理的配置组合,已经成为目前灵活性资源配置亟需解决的难题。


    技术实现思路

    1、有鉴于此,本公开提供了一种电力系统灵活性资源计算方法。

    2、本公开的一个方面提供了一种电力系统灵活性资源计算方法,包括:响应于接收到目标电力系统的灵活性资源计算请求,从数据库获取所述目标电力系统的资源配置数据,其中,所述资源配置数据包括根据所述目标电力系统的建设时序划分的m组子数据,m为≥2的正整数;根据所述建设时序将目标电力系统灵活性资源计算划分为m个阶段,其中,所述m个阶段与m组子数据相对应;针对第i阶段,根据第1阶段至第i-1阶段的灵活性资源计算结果和第i组子数据,计算得到第i阶段的火电机组灵活性改造资源增益、第i阶段的储能系统调峰资源增益、第i阶段的火电机组灵活性改造资源消耗、第i阶段的储能系统资源消耗和第i阶段的弃风弃光率,其中,i为正整数,1≤i≤m;根据所述第i阶段的火电机组灵活性改造资源增益、所述第i阶段的储能系统调峰资源增益、所述第i阶段的火电机组灵活性改造资源消耗、所述第i阶段的储能系统资源消耗、所述第i阶段的弃风弃光率和第i-1阶段的目标函数,建立针对第i阶段的目标函数,得到m个目标函数;以及在预定约束条件下,求解所述m个目标函数,得到与m个阶段对应的m个灵活性资源计算结果,其中,所述灵活性资源计算结果包括新增储能容量、新增变流器功率容量和新增火电机组容量;

    3、本公开的另一个方面提供了一种电力系统灵活性资源计算装置,包括:获取模块,用于响应于接收到目标电力系统的灵活性资源计算请求,从数据库获取目标电力系统的资源配置数据,其中,资源配置数据包括根据目标电力系统的建设时序划分的m组子数据,m为≥2的正整数;划分模块,用于根据建设时序将目标电力系统灵活性资源计算划分为m个阶段,其中,m个阶段与m组子数据相对应;计算模块,用于针对第i阶段,根据第1阶段至第i-1阶段的灵活性资源计算结果和第i组子数据,计算得到第i阶段的火电机组灵活性改造资源增益、第i阶段的储能系统调峰资源增益、第i阶段的火电机组灵活性改造资源消耗、第i阶段的储能系统资源消耗和第i阶段的弃风弃光率,其中,i为正整数,1≤i≤m;建立模块,用于根据第i阶段的火电机组灵活性改造资源增益、第i阶段的储能系统调峰资源增益、第i阶段的火电机组灵活性改造资源消耗、第i阶段的储能系统资源消耗、第i阶段的弃风弃光率和第i-1阶段的目标函数,建立针对第i阶段的目标函数,得到m个目标函数;求解模块,用于在预定约束条件下,求解m个目标函数,得到与m个阶段对应的m个灵活性资源计算结果,其中,灵活性资源计算结果包括新增储能容量、新增变流器功率容量和新增火电机组容量;展示模块,用于将m个灵活性资源计算结果进行可视化展示。

    4、本公开的另一个方面提供了一种电子设备,包括:

    5、一个或多个处理器;

    6、存储器,用于存储一个或多个程序,

    7、其中,当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时,使得所述一个或多个处理器实现如上所述的方法。

    8、本公开的另一方面提供了一种计算机可读存储介质,存储有计算机可执行指令,所述指令在被执行时用于实现如上所述的方法。

    9、本公开的另一方面提供了一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括计算机可执行指令,所述指令在被执行时用于实现如上所述的方法。

    10、根据本公开的实施例,从数据库获取电力系统的资源配置数据,根据电力系统的建设时序,考虑储能与火电灵活性改造过程中的技术与经济性变化,将电力系统灵活性资源计算划分为不同阶段;根据当前阶段的资源配置数据和历史阶段灵活性资源计算结果,分析并计算当前阶段资源配置的火电机组灵活性改造资源增益、储能系统调峰资源增益、火电机组灵活性改造资源消耗和储能系统资源消耗,综合考虑火电机组以及储能系统的资源增益和资源消耗;在考虑当前阶段弃风弃光率的基础上以当前阶段和上一阶段的总体经济性效益为当前阶段的目标函数,当前阶段的灵活性资源计算结果作为下一阶段的初始条件进行迭代优化,得到所有阶段的目标函数;在预定约束条件下,求解所有阶段的目标函数,得到所有阶段各自的灵活性资源计算结果,提高了电力系统灵活性资源计算的精确性与合理性。本方法既适用于储能系统的大规模配置,也适用于可再生能源渗透率过高的场合;挖掘了电力系统的资源配置数据与灵活性资源计算结果之间的内在联系,即电力系统的资源配置数据与新增储能容量、新增变流器功率容量和新增火电机组容量之间的内在联系;同时,利用计算机技术通过自动化生成并展示灵活性资源计算结果,提高了电力系统灵活性资源计算的效率。



    技术特征:

    1.一种电力系统灵活性资源计算方法,包括:

    2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述求解所述m个目标函数,得到与m个阶段对应的m个灵活性资源计算结果包括:

    3.根据权利要求1所述的方法,其中,所述求解所述m个目标函数,得到与m个阶段对应的m个灵活性资源计算结果包括:

    4.根据权利要求1~3任一项所述的方法,其中,所述第i阶段的火电机组灵活性改造资源消耗包括第i阶段的火电机组灵活性改造资源消耗、第i阶段的火电机组运行资源消耗和第i阶段的火电机组环境资源消耗。

    5.根据权利要求4所述的方法,其中,所述第i阶段的火电机组运行资源消耗包括第i阶段的运行燃料资源消耗;

    6.根据权利要求1~3任一项所述的方法,其中,所述第i阶段的目标函数是根据所述第i阶段的火电机组灵活性改造资源增益、所述第i阶段的储能系统调峰资源增益、所述第i阶段的火电机组灵活性改造资源消耗、所述第i阶段的储能系统资源消耗、所述第i阶段的弃风弃光率和第i-1阶段的目标函数,利用公式(16)确定的:

    7.根据权利要求1~3任一项所述的方法,其中,所述预定约束条件包括火电机组灵活性改造约束,所述火电机组灵活性改造约束包括火电机组改造深度约束、火电机组灵活性改造后出力约束和火电机组灵活性改造后爬坡约束;

    8.根据权利要求7所述的方法,其中,所述预定约束条件还包括储能系统荷电状态约束、储能系统功率与容量约束、系统功率平衡约束。

    9.根据权利要求1~3任一项所述的方法,其中,所述第i阶段的火电机组灵活性改造资源增益包括第i阶段的火电灵活性改造机组发电量上网资源增益和第i阶段的灵活性改造机组调峰资源增益。

    10.根据权利要求1~3任一项所述的方法,其中,所述第i阶段的储能系统调峰资源增益是根据第1阶段至第i-1阶段的灵活性资源计算结果和第i组子数据,利用公式(8)计算得到的:


    技术总结
    本公开提供了一种电力系统灵活性资源计算方法,属于电力系统规划技术领域。响应于接收到目标电力系统的灵活性资源计算请求,从数据库获取目标电力系统的资源配置数据;根据建设时序将目标电力系统灵活性资源计算划分为M个阶段;针对第i阶段,根据第1阶段至第i‑1阶段的灵活性资源计算结果和第i组子数据,计算得到第i阶段的火电机组灵活性改造资源增益、储能系统调峰资源增益、火电机组灵活性改造资源消耗、储能系统资源消耗和弃风弃光率;建立针对第i阶段的目标函数,得到M个目标函数;以及在预定约束条件下,求解M个目标函数,得到与M个阶段对应的M个灵活性资源计算结果;将M个灵活性资源计算结果进行可视化展示。

    技术研发人员:赵朗,王智冬,易海琼,李一铮,王雪莹,刘宏杨,张天琪,刘苡含,周新颖,盛浩
    受保护的技术使用者:国网经济技术研究院有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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