本发明涉及新能源发电领域，一种基于新能源+抽蓄”联合运行模式下计算评价多消纳新能源的方法。
背景技术：
：新能源一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源，包括太阳能、生物质能、风能、地热能、波浪能、洋流能和潮汐能，以及海洋表面与深层之间的热循环等。随着我国新能源快速发展，出现了弃风（光）限电的情景，且形势严峻。2015全国弃风电量339亿千瓦时，同比增加213亿千瓦时。2016年全国弃风电量达497亿千瓦时。“新能源+抽蓄”联合模式是解决弃风（光）限电情况的有效途径之一。“新能源+抽蓄”联合模式下，合理的配置新能源和抽水蓄能电站的装机规模的前提条件是合理和准确计算“新能源+抽蓄”联合模式下多消纳新能源发电机组的发电量。在评估整个电网消纳新能源的能力时，目前国内采用的常规方法，是以设计水平年或典型季节的电网典型日的负荷及峰谷差为边界条件计算电网的调峰裕度；进一步根据典型日新能源电站增大峰谷差的值占新能源电站装机容量的比例系数，确定电网可接纳新能源发电的装机容量。具体如下。（1）根据典型日负荷水平和电网运行需要确定常规能源机组的开机容量和对应的调峰能力。开机容量为典型日的最大发电负荷和运行备用之和；对应的调峰能力为开机容量的最大出力与最小技术出力之差。（2）根据典型日负荷特性计算系统调峰容量需求调峰容量需求为典型日最大发电负荷与最小发电负荷之差加上运行备用容量。（3）计算系统调峰能力裕量调峰能力裕量为对应的调峰能力和调峰容量需求之差。（4）根据典型日内新能源增大峰谷差的值占新能源装机容量的比例系数，得到允许的最大新能源装机容量。常规方法较为粗放，且不合理，主要体现在两个方面：首先，从电网调峰裕度看，即使相同的开机方式，每日的调峰裕度也是不同的，且每日新能源增大峰谷差的值占新能源装机容量的比例系数也不同。以典型日的负荷及峰谷差为边界条件将造成计算结果误差颇大；其次，开发新能源，特别是风电和太阳能，主要目的是获得电量效益，减少化石燃料的消耗量，提高环保效益，而常规方法并不能得出电网一年内消纳新能源发电量的准确数量。以上方法不仅较为粗放及不合理，它也不能适用于“新能源+抽蓄”联合运行模式。为了正确计算及评估在“新能源+抽蓄”联合运行模式下，多消纳新能源发电电量的能力，因此，探寻一种较为合理且精确的计算评价方法尤其必要。技术实现要素：本发明设计了一种精确计算评价“新能源+抽蓄”联合模式下多消纳新能源能力的方法本发明采用如下技术方案。首先，研究、分析和预测电网的8760小时负荷曲线令电网每日的最大负荷与年最大负荷之比为kj（j=1…365），第j天每小时的最大负荷与日最大负荷的之比为kji（i=0…23），电网的年最大负荷为p，电网第j的日最大负荷为pj，pj=kjp。其次，研究、分析和预测新能源发电机组8760小时出力曲线新能源发电机组在第j天的最大发电出力为pxj，第j天第i小时的出力为pxji。第三，计算没有抽水蓄能电站时，电网消纳的新能源发电机组的发电量假定从1月1日0时，在第天j内（j从1月1日开始到12月31日结束），第i时间内（i从0时开始到23时结束）,令mji=pxji/pji、mj=min(mji),则第j天第i小时消纳的新能源发电电量：ewxji=kjpkjimj，弃掉新能源发电电量：ewqji=pxji-kjpkjimj。第j天消纳的新能源发电电量：，全年消纳的新能源发电电量：。第四，计算有抽水蓄能电站时，电网消纳的新能源发电机组的发电量令抽水蓄能电站的装机容量为pc，发电最大功率容量为pcf，抽水最大功率为pcc，pc=pcf=pcc。抽水蓄能电站上库最小库容对应的发电水量为0、最大库容对应的发电水量为qmax。假定1月1日0时，抽水蓄能电站的上库实际发电可用水量为qo。则第j天第i小时抽水功率为pccji,则第j天第i小时发电功率为pcfji；假定从1月1日0时，在第天j内（j从1月1日开始到12月31日结束），第i时间内（i从0时开始到23时结束）,令pji=njkjipxj,1≥nj≥0,nj的初始值为1。pji为第j天第i小时“新能源+抽蓄”联合体满足的用户负荷。（1）若pji<pxji时，且0≤q0＜qmax时，则抽水蓄能电站抽水运行。当qmax-q0对应抽水消耗的电能大于1*pcc时，若pxji-pji≥pcc，则抽水功率：pccji=pcc；若pxji-pji＜pcc时，抽水功率：pccji=pxji-pji；电网消纳的新能源发电机组的发电量为：（pji+pccji）*1或pji*1。当qmax-q0对应抽水消耗的电能小于或等于1*pcc时，对应的抽水功率为pcc0，若pxji-pji≥pcc0，则抽水功率：pccji=pcc0；若pxji-pji＜pcc0时，抽水功率：pccji=pxji-pji；电网消纳的新能源发电机组的发电量为：（pji+pccji）*1或pxji*1。如果q0=qmax，则抽水蓄能电站停运。（2）当pxji<pji时，且0＜q0≤qmax时，则抽水蓄能电站发电运行。当q0对应发电电量大于1*pcf时，若pji-pxji≥pcf，则发电功率：pcfji=pcf；若pji-pxji＜pcf时，发电功率：pcfji=pji-pxji。当q0对应发电电量小于或等于1*pcf时，对应的发电功率为pcf0，若pji-pxji≥pcf0，则发机功率：pcfji=pcf0；若pji-pxji＜pcf0时，发电功率：pcfji=pji-pxji；如果q0=0，则抽水蓄能电站停运。（3）令lji=（pji+pccji）-（pxji+pcfji）、lj=max(lji),如果0＜lj，则降低nj的数值，直到lj=0。（4）计算电网消纳的新能源发电机组发电量第j天消纳的新能源发电电量：，全年消纳的新能源发电电量：。第五，计算“新能源+抽蓄”联合模式下电网多消纳的新能源发电量“新能源+抽蓄”联合模式第j天多消纳的新能源发电电量=eyxj-ewxj，全年多消纳的新能源发电电量=eyx-ewx。本发明有如下有益效果本发明的方法是以“新能源+抽蓄”联合模式下，年内消纳的新能源发电量作为评价指标,且该发电量是根据全年逐小时的电力电量平衡计算得到的。该方法计算结果可以确定新能源+抽蓄”联合模式下新能源发电装机及抽水蓄能电站装机的合理规模。该发明填补了这方面的空白，对制定新能源发电规划和抽水蓄能电站规划具有重要指导意义。具体实施方式下面对本发明进一步说明。以某电网为例，说明在“新能源+抽蓄”联合运行模式下，多消纳新能源发电量的数量及合理的新能源及抽水蓄能电站的装机规模。“新能源+抽蓄”联合体向电网提供的日出力曲线形状完全和电网的负荷曲线一致。假定抽水蓄能电站装机容量为1200mw，每日可发电6小时，效率0.75。（1）风电装机4000mw时，新能源的消纳情况若没有抽水蓄能电站配合风电运行，风电的出力曲线形状和用户的日负荷曲线形状一致时，4000mw风电的消纳情况见表1。若有抽水蓄能电站配合风电运行，风电的出力曲线形状和用户的日负荷曲线形状一致时，4000mw风电的消纳情况见表2；表1无抽蓄配合时，吉林电网消纳4000mw风电电量的情况单位：亿千瓦时表2有抽蓄配合时，吉林电网消纳4000mw风电电量的情况单位：亿千瓦时从表1和表2中可以看出，在要求出力曲线形状和用户的日负荷曲线形状一致的情况下，当4000mw风电和1400mw抽水蓄能电站组成联合体一体化运行时，消纳的新能源发电电量将增加51.27亿千瓦时，其中：抽水蓄能电站的抽水电量为16.94亿千瓦时。（2）风电装机5000mw时，新能源的消纳情况若没有抽水蓄能电站配合风电运行，风电的出力曲线形状和用户的日负荷曲线形状一致时，5000mw风电的消纳情况见表3。若有抽水蓄能电站配合风电运行，风电的出力曲线形状和用户的日负荷曲线形状一致时，5000mw风电的消纳情况见表4；表3无抽蓄配合时，电网消纳5000mw风电电量的情况单位：亿千瓦时表4有抽蓄配合时，电网消纳5000mw风电电量的情况单位：亿千瓦时从表3和表4中可以看出，在要求出力曲线形状和用户的日负荷曲线形状一致的情况下，当5000mw风电和1200mw抽水蓄能电站组成联合体一体化运行时，消纳的新能源发电电量将增加61.75亿千瓦时，其中：抽水蓄能电站的抽水电量为18.13亿千瓦时。（3）风电装机6000mw时，新能源的消纳情况若没有抽水蓄能电站配合风电运行，风电的出力曲线形状和用户的日负荷曲线形状一致时，6000mw风电的消纳情况见表5。若有抽水蓄能电站配合风电运行，风电的出力曲线形状和用户的日负荷曲线形状一致时，6000mw风电的消纳情况见表6；表5无抽蓄配合时，电网消纳6000mw风电电量的情况单位：亿千瓦时表6有抽蓄配合时，电网消纳6000mw风电电量的情况单位：亿千瓦时从表5和表6中可以看出，在要求出力曲线形状和用户的日负荷曲线形状一致的情况下，当6000mw风电和1200mw抽水蓄能电站组成联合体一体化运行时，消纳的新能源发电电量将增加70.44亿千瓦时，其中：抽水蓄能电站的抽水电量为20.04亿千瓦时。（4）风电装机7000mw时，新能源的消纳情况若没有抽水蓄能电站配合风电运行，风电的出力曲线形状和用户的日负荷曲线形状一致时，7000mw风电的消纳情况见表7。若有抽水蓄能电站配合风电运行，风电的出力曲线形状和用户的日负荷曲线形状一致时，7000mw风电的消纳情况见表8；表7无抽蓄配合时，电网消纳7000mw风电电量的情况单位：亿千瓦时表8有抽蓄配合时，电网消纳7000mw风电电量的情况单位：亿千瓦时从表7和表8中可以看出，在要求出力曲线形状和用户的日负荷曲线形状一致的情况下，当7000mw风电和1200mw抽水蓄能电站组成联合体一体化运行时，消纳的新能源发电电量将增加77.84亿千瓦时，其中：抽水蓄能电站的抽水电量为21.24亿千瓦时。（5）综合分析1200mw抽水蓄能电站和新能源联合运行，新能源发电装机规模不同的情况下，新能源发电电量弃掉的比例见表9，新能源发电装机规模逐步增加时，增加装机的发电电量弃掉的比例见表10；表9新能源发电装机规模不同的情况下，新能源发电电量弃掉的比例（%） 风电4000mw风电5000mw风电6000mw风电7000mw1月0.422.034.166.352月0.454.004.718.953月0.493.047.3311.264月0.714.107.7311.035月0.682.235.919.256月0.281.475.477.117月0.421.082.975.508月0.000.001.162.409月2.254.077.889.8310月0.172.646.118.6011月0.511.713.787.9812月0.230.581.834.12合计0.572.475.378.31表10新能源发电装机规模逐步增加时，增加装机的发电电量弃掉的比例单位：% 风电从4000mw增加到5000mw风电从5000mw增加到6000mw风电从600mw增加到7000mw1月8.4814.7819.552月18.228.3033.953月13.1428.9834.804月17.5525.8230.725月8.5824.1729.386月6.6325.2917.297月3.6512.3720.608月0.006.7210.519月11.3626.5222.0210月12.5623.0723.9611月6.3714.5332.7512月1.588.3218.06合计10.0119.8126.02从表9和表10中可以看出，当1200mw抽水蓄能和4000mw风电联合运行时，新能源发电量弃掉的比例是0.57%，当增加1000mw风电装机时，新能源发电量弃掉的比例是2.47%，增加的1000mw风电装机的发电量有10.01%的比例被弃掉。当风电装机从5000mw增加到6000mw时，新能源发电量弃掉的比例是5.37%，新增加的1000mw风电装机的发电量有19.81%的比例被弃掉。当风电装机从6000mw增加到7000mw时，新能源发电量弃掉的比例是8.31%，新增加的1000mw风电装机的发电量有26.02%的比例被弃掉。综合以上分析，1200mw抽水蓄能电站配合4000mw至5000mw风电装机是比较合理的。当前第1页12