基于风电和水电的电力系统调峰方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电气自动化领域，具体涉及一种基于风电和水电的电力系统调峰方 法。
【背景技术】
[0002] 近年来，国内的风电发展迅猛。由于风电具有波动性、随机性、间歇性和反调峰等 特性，目前风电预测的方法也不能较为精准地对风电的出力进行预测，使得大规模的风电 接入对电网的规划与运行带来了严峻的挑战，系统备用、电力电量平衡以及调峰等问题日 益突出。为了保证系统的安全稳定运行，有必要对系统提供足够的调峰容量以接纳大规模 的风电。在系统无法完全消纳风电的情形下，适当的弃风有利于缓解系统的调峰压力，但是 这会导致发电容量的浪费以及风电成本的增加。这个问题在水电富集的地区尤为突出。
[0003] 水电是一种廉价的清洁能源，能够给系统提供较多的调峰容量，抽水蓄能电站也 被认为是最具潜力的调峰电源，系统的调峰容量通过风电和水电的联合运行来进行优化。 它可以减小弃风的频率，但需要更加有效的风电水电联合运行方法。经过研究和计算发现， 弃风对风力发电的成本上升并不是一条线性曲线，而是类似指数曲线的方式上升，即弃风 量越大，风电场的发电单位成本上升速度越快，但在弃风量增大初期，弃风造成的单位电价 上升增长相对缓慢。虽然目前已有大量关于风电水电联合运行方法用于提高系统的调峰容 量，但是弃风弃水现象实际运行中仍然很常见，造成了大量的成本的浪费。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种能够合理分配弃风、弃水容量，从而达到电力系统最 优化运行目的的基于风电和水电的电力系统调峰方法。
[0005] 本发明提供的这种基于风电和水电的电力系统调峰方法，包括如下步骤：
[0006] si.获取电力系统的风电出力特性曲线，并对该系统的日负荷曲线采用以下算式 进行修正：
[0007] Leq = L〇r-Pwo
[0008] 式中Leq为修正后的等效负荷，LQr为原始负荷曲线，Pw。为系统风电出力特性曲线；
[0009] S2.对步骤S1得到的等效负荷曲线进行分布校验，得到等效负荷曲线服从的概率 分布，从而得到等效负荷曲线的密度分布函数；
[0010] S3.采用以下算式计算调峰改善因子曲线I:
[0011]
[0012]其中，Pmp为系统在一段时间内的最大调峰容量，Pnmax为一段时间内弃风功率的最 大值，Pnmin为一段时间内弃风功率的最小值，V为改善因子曲线主体部分，采用如下算式进 行计算：
[0013]
[0014] 式中Pwa为此刻的弃风功率，Pn为系统在一段时间内弃风功率的平均值，ξ:为调峰 收益因子的比例常数，代表水力发电在电网内的发电比例；
[0015] S4.采用以下算式计算容量影响因子曲线V:
[0016]
[0017] 式中f(x)为步骤S2中得出的等效负荷曲线的概率密度函数，-段时间内等 效负荷的最小值，ξ2为容量影响因子的比例常数，代表风电在电网内的发电比例，且1+ξ2 = 1;
[0018] S5.以弃风功率Pwa为变量，计算调峰改善因子曲线I和容量影响因子曲线V的非零 交点，并计算非零交点对应的弃风功率值W。。；
[0019] S6.以步骤S5得到的弃风功率值W。。为最大弃风功率进行电力系统调峰。
[0020] 步骤S3所述的调峰改善因子曲线，为在系统负荷过小且风速过大的情况下进行弃 风。
[0021] 步骤S5所述的计算调峰改善因子曲线I和容量影响因子曲线V的非零交点，具体包 括如下步骤：
[0022] 1)以弃风功率为横坐标，将调峰改善因子曲线I的曲线画出；
[0023] 2)在同一坐标轴上将容量影响因子曲线V的曲线画出；
[0024] 3)由于调峰改善因子曲线I曲线必定为一条直线，容量影响因子曲线V为一条斜率 逐渐上升的曲线，故除去在零点的交点以外，两条曲线必然有且只有一个交点，求出该交点 的对应的弃风功率值W。。。
[0025] 步骤S6所述的电力系统调峰，是以弃风功率值W。。为最大弃风功率，以优先选择弃 风、其次选择弃水为调峰原则进行电力系统调峰。
[0026] 本发明由于提出了调峰改善因子和容量影响因子两个指标，针对弃风成本函数的 特性，对发电容量和调峰比例的改善情况进行分析，能够合理地分配风电与水电的弃电量， 计算得到成本最低的弃风、弃水功率值，从而保证了电力系统的稳定运行以及最优成本运 行。本发明方法简单可靠，计算简便，易于推广。
【附图说明】
[0027]图1为本发明的方法流程图。
[0028]图2为本发明具体实施例的等效负荷概率密度曲线图。
[0029]图3为本发明具体实施例的等效负荷曲线图。
[0030]图4为本发明具体实施例的调峰改善因子和容量影响因子曲线图。
[0031]图5为本发明具体实施例的优化调峰结果图。
【具体实施方式】
[0032]如图1所示为本发明的方法流程图：本发明提供的这种基于风电和水电的电力系 统调峰方法，包括如下步骤：
[0033] S1.获取系统的风电出力特性曲线，并对该系统的日负荷曲线采用以下算式进行 修正：
[0034] Leq = Lor-Pwo
[0035] 式中u为修正后的等效负荷，Ur为原始负荷曲线，Pw。为系统风电出力特性曲线；
[0036] S2.对步骤S1得到的等效负荷曲线进行分布校验，得到等效负荷曲线的服从的概 率分布，从而得到等效负荷曲线的密度分布函数；
[0037] S3.采用以下算式计算调峰改善因子曲线I:
[0038]
[0039] 其中，Pmp为系统在一段时间内的最大调峰容量，Pnmax为一段时间内弃风功率的最 大值，P Win为一段时间内弃风功率的最小值，其构成因子的修正部分。V为改善因子曲线主 体部分，其表达式如下所示，其与其他修正参数共同构成改善因子曲线I:
[0040]
[0041] 式中Pwa为此刻的弃风功率，Pn为系统在一段时间内弃风功率的平均值，ξχ为调峰 收益因子的比例常数；
[0042] 所述的调峰改善因子曲线，为在系统负荷过小且风速过大的情况下进行弃风；
[0043] S4.采用以下算式计算容量影响因子曲线V:
[0044]
[0045] 式中f(x)为步骤S2中得出的等效负荷曲线的概率密度函数，UqlS-段时间内等 效负荷的最小值，ξ 2为容量影响因子的比例常数，代表风电在电网内的发电比例，且1+ξ2 = 1;
[0046] 调峰改善因子的比例常数ξ: