基于风电消纳的风电厂综合收益计算方法和装置与流程

本发明实施例涉及风电消纳技术领域，更具体地，涉及一种基于风电消纳的风电厂综合收益计算方法和装置。

背景技术：

近些年，我国风电装机容量逐步增加。与水力发电、火力发电等常规发电方式相比，风力发电最根本的不同点在于其有功出力的随机性、间歇性和不可控性。风力发电机组的出力明显异于常规的水力发电或火力发电机组，原因在于风力发电厂通常是由多个小额风机组成，整个风力发电厂的出力受到风速、风向、尾流效应等多方面因素的影响，即整个风力发电厂的出力不能简单地按照多个小额风机组出力的累加处理，除此之外，风电出力还具有很大的波动性。为了维持电力系统的正常运行，在风电并网运行时，必须由其它常规发电方式为其有功出力提供补偿调节，以保证对用电负荷持续、可靠、安全地供电。这种对风电有功出力的补偿调节可看作是对负的负荷波动的跟踪，即对风电“调峰”。

电力系统的调峰能力主要由电源、负荷等特性所决定。在风电大规模并网后，电力系统特性发生了较大的变化，所能提供的调峰能力需要做相应的调整。风电并网运行之前，电网的调峰任务主要是在满足必要的安全预度的前提下，应对系统的负荷波动。风电并网运行后，风电的随机性、间歇性将给电网运行方式和系统调峰带来较大影响，需考虑风电出力特性、常规电网装机水平制约、系统负荷特性等多方面因素。此外，若并网风电超过电网可为风电提供的调峰极限，电网将难以平衡风电出力，从而造成频率越限，严重时将导致电网解列。因此，研究大规模风电并网后的电网风电消纳能力，对于指导风电有序开发具有重要意义。

我国风资源集中、规模大，但远离负荷中心，难以就地消纳。而且，风电集中的“三北”(华北、东北和西北)地区风电装机占我国总风电装机76％，是我国风电装机容量占比最大的地区。然而，随着风电装机规模的增加，弃风现象也越来越严重。风电的消纳能力受电源结构，负荷特性，电网传输通道限制以及风电特性的影响。风电消纳最困难时经常出现在冬季的晚上，尤其是春节期间。这些时段负荷值很低，并且为了满足供热需求，供热机组“以热定电”的生产方式，使得供热机组出力不能降低。所以促进风电消纳是一件迫在眉睫的事情。高效的利用风能资源，建立一种兼顾风力发电企业、传统发电企业和电网公司合理利益诉求的风电消纳市场机制已是大势所趋。现有技术多是从需求侧响应的角度来思考如何扩大风电消纳市场。但是现实情况中，风火电之间存在着密切的制约关系。针对风火网之间具体的市场交易机制、决策变量，以及补贴、发电成本等因素的变动对风电消纳的影响，尚未有学者做出深入的研究。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的基于风电消纳的风电厂综合收益计算方法和装置。

第一方面，本发明实施例提供一种基于风电消纳的风电厂综合收益计算方法，包括：

基于限定区域内电网对风电的消纳能力，获取建立风电厂与电网公司之间的市场电量交易模型，并以火电厂最小煤耗作为目标，获取火电厂与风电厂之间的风火电量交易模型；

基于所述市场电量交易模型得到风电厂与电网公司之间的第一交易收益；基于所述风火电量交易模型得到风电厂与火电厂之间的第二交易收益；基于所述第一交易收益、所述第二交易收益及风电厂成本和缴纳的服务费用得到风电厂综合收益。

作为优选的，所述风电消纳能力包括电网系统的调节能力和电网公司的输电能力。

作为优选的，基于所述市场电量交易模型得到风电厂与电网公司之间的第一交易收益，具体包括：

基于风电厂与电网公司之间的单位电价和所述市场电量交易模型，得到风电厂与电网公司之间的第一交易收益；

fwd＝fgpwd

式中，fwd为第一交易收益；fg为风电厂向电网公司出售电量的单位电价；pwd为由所述市场电量交易模型得到的风电厂向电网公司出售的总电量。

作为优选的，基于所述风火电量交易模型得到风电厂与火电厂之间的第二交易收益，具体包括：

基于风电厂与火电厂之间的单位电价和所述风火电量交易模型，得到风电厂与火电厂之间的第二交易收益；

fwh＝fhpwh

式中，fwh为第二交易收益；fh为风电厂向火电厂出售电量的单位电价；pwh为由所述风火电量交易模型得到的风电厂向火电厂出售的总电量。

作为优选的，风电厂与电网之间还包括由电网公司对风电厂与火电厂之间总交易电量收取的服务费；

fws＝-fdpwh

式中，fws为服务费用；fd为电网公司对风电厂向火电厂出售单位电量收取的费用；pwh为由所述风火电量交易模型得到的风电厂向火电厂出售的总电量。

作为优选的，所述风电厂成本为fwc＝-fcp；fc为风电厂单位发电量成本；p为风电厂的总发电量。

作为优选的，所述风电厂综合收益为：

fw＝fwd+fwh+fws+fwc+fwo

式中，fwd为第一交易收益；fwh为第二交易收益；fws为服务费用；fwc为风电厂成本；fwo为风电厂发电补贴。

第二方面，本发明实施例提供一种基于风电消纳的风电厂综合收益计算装置，包括：

第一模块，基于限定区域内电网对风电的消纳能力，获取建立风电厂与电网公司之间的市场电量交易模型，并以火电厂最小煤耗作为目标，获取火电厂与风电厂之间的风火电量交易模型；

第二模块，基于所述市场电量交易模型得到风电厂与电网公司之间的第一交易收益；基于所述风火电量交易模型得到风电厂与火电厂之间的第二交易收益；基于所述第一交易收益、所述第二交易收益及风电厂成本和缴纳的服务费用得到风电厂综合收益。

第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所提供的方法的步骤。

第四方面，本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所提供的方法的步骤。

本发明实施例提出了基于风电消纳的风电厂综合收益计算方法和装置，针对风火网之间具体的市场交易机制、决策变量，以及补贴、发电成本等因素的变动对风电消纳的影响，建立一种从供给侧结构出发，考虑风火电之间存在的密切关系，基于风火网之间具体的市场交易机制、决策变量，以及补贴、发电成本等因素的风电厂综合收益的计算方法。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本发明实施例的基于风电消纳的风电厂综合收益计算方法示意图；

图2为根据本发明实施例的基于风电消纳的风电厂综合收益计算装置示意图；

图3为根据本发明实施例的电子设备的实体结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

由于现有技术多是从需求侧响应的角度来思考如何扩大风电消纳市场。但是现实情况中，风火电之间存在着密切的制约关系，因此本发明各实施例针对风火网之间具体的市场交易机制、决策变量，以及补贴、发电成本等因素的变动对风电消纳的影响，建立一种从供给侧结构出发，考虑风火电之间存在的密切关系，基于风火网之间具体的市场交易机制、决策变量，以及补贴、发电成本等因素的风电厂综合收益的计算方法。以下将通过多个实施例进行展开说明和介绍。

图1为本发明实施例提供的一种基于风电消纳的风电厂综合收益计算方法，包括：

s1、基于限定区域内电网对风电的消纳能力，获取建立风电厂与电网公司之间的市场电量交易模型，并以火电厂最小煤耗作为目标，获取火电厂与风电厂之间的风火电量交易模型；

s2、基于所述市场电量交易模型得到风电厂与电网公司之间的第一交易收益；基于所述风火电量交易模型得到风电厂与火电厂之间的第二交易收益；基于所述第一交易收益、所述第二交易收益及风电厂成本和缴纳的服务费用得到风电厂综合收益。

在本实施例中，从供给侧结构出发，考虑风火电之间存在的密切关系，基于风火网之间具体的市场交易机制、决策变量；明确风电厂、火电厂和电网公司之间的市场关系，在一个有限的区域内，存在着多个风电厂、火电厂和电网公司，火电厂可以向风电厂购电，电网公司也可以向风电厂购电，风电厂和火电厂都通过电网公司的输电网向用户供电；风电厂、火电厂和电网公司之间的市场交易模式，风电厂自行报价将多余的电量参与市场销售，而火电厂由于电量缺额可以向风电厂购电或者向电网缴纳相应的罚金，电网公司也可以按相应的报价购入风电厂的多余电量；同时由于风电厂和火电厂利用了电网公司的输电线路输送电量，需要向电网缴纳相应的输电费用；风电厂、火电厂和电网公司之间的交易的决策变量；对于风电厂和火电厂来说，其交易的决策变量为交易电量和交易电价；对电网公司来说，其交易决策变量主要是交易电量，向火电厂和风电厂收取的服务费用和卖给火电厂电量缺额的价格等；最终通过市场电量交易模型得到风电厂与电网公司之间的第一交易收益；基于所述风火电量交易模型得到风电厂与火电厂之间的第二交易收益；基于所述第一交易收益、所述第二交易收益及风电厂成本和缴纳的服务费用得到风电厂综合收益。为厘清风电厂与火电厂和电网公司之间的利益关系，解决风电消纳问题提供理论依据。

在上述实施例的基础上，所述风电消纳能力包括电网系统的调节能力和电网公司的输电能力。

在本实施例中，基于电网系统的调节能力和电网的输电能力，得到电网能从风电厂中消纳的最大电量，以实现最大化的风电消纳。

在上述各实施例的基础上，基于所述市场电量交易模型得到风电厂与电网公司之间的第一交易收益，具体包括：

基于风电厂与电网公司之间的单位电价和所述市场电量交易模型，得到风电厂与电网公司之间的第一交易收益；

fwd＝fgpwd

式中，fwd为第一交易收益；fg为风电厂向电网公司出售电量的单位电价；pwd为由所述市场电量交易模型得到的风电厂向电网公司出售的总电量。

在上述各实施例的基础上，基于所述风火电量交易模型得到风电厂与火电厂之间的第二交易收益，具体包括：

基于风电厂与火电厂之间的单位电价和所述风火电量交易模型，得到风电厂与火电厂之间的第二交易收益；

fwh＝fhpwh

式中，fwh为第二交易收益；fh为风电厂向火电厂出售电量的单位电价；pwh为由所述风火电量交易模型得到的风电厂向火电厂出售的总电量。

在上述各实施例的基础上，风电厂与电网之间还包括由电网公司对风电厂与火电厂之间总交易电量收取的服务费用；

fws＝-fdpwh

式中，fws为服务费用；fd为电网公司对风电厂向火电厂出售单位电量收取的费用；pwh为由所述风火电量交易模型得到的风电厂向火电厂出售的总电量。

在上述各实施例的基础上，所述风电厂成本为fwc＝-fcp；fc为风电厂单位发电量成本；p为风电厂的总发电量。

在上述各实施例的基础上，所述风电厂综合收益为：

fw＝fwd+fwh+fws+fwc+fwo

式中，fwd为第一交易收益；fwh为第二交易收益；fws为服务费用；fwc为风电厂成本；fwo为风电厂发电补贴。

本实施例中还提供一种基于风电消纳的风电厂综合收益计算装置，基于上述各实施例中的基于风电消纳的风电厂综合收益计算方法，包括第一模块30和第二模块40，如图2中所示，其中：

第一模块30基于限定区域内电网的风电消纳能力，获取建立风电厂与电网公司之间的市场电量交易模型，并以火电厂最小煤耗作为目标，获取火电厂与风电厂之间的风火电量交易模型；

第二模块40基于所述市场电量交易模型得到风电厂与电网公司之间的第一交易收益；基于所述风火电量交易模型得到风电厂与火电厂之间的第二交易收益；基于所述第一交易收益、所述第二交易收益及风电厂成本和缴纳的服务费用得到风电厂综合收益。

图3为本发明实施例提供的电子设备的实体结构示意图，如图3所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)810、通信接口(communicationsinterface)820、存储器(memory)830和通信总线840，其中，处理器810，通信接口820，存储器830通过通信总线840完成相互间的通信。处理器810可以调用存储在存储器830上并可在处理器810上运行的计算机程序，以执行上述各实施例提供的基于风电消纳的风电厂综合收益计算方法，例如包括：

s1、基于限定区域内电网的风电消纳能力，获取建立风电厂与电网公司之间的市场电量交易模型，并以火电厂最小煤耗作为目标，获取火电厂与风电厂之间的风火电量交易模型；

s2、基于所述市场电量交易模型得到风电厂与电网之间的第一交易收益；基于所述风火电量交易模型得到风电厂与火电厂之间的第二交易收益；基于所述第一交易收益、所述第二交易收益及风电厂成本和缴纳的服务费用得到风电厂综合收益。

此外，上述的存储器830中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的基于风电消纳的风电厂综合收益计算方法，例如包括：

s1、基于限定区域内电网对风电的消纳能力，获取建立风电厂与电网公司之间的市场电量交易模型，并以火电厂最小煤耗作为目标，获取火电厂与风电厂之间的风火电量交易模型；

s2、基于所述市场电量交易模型得到风电厂与电网之间的第一交易收益；基于所述风火电量交易模型得到风电厂与火电厂之间的第二交易收益；基于所述第一交易收益、所述第二交易收益及风电厂成本和缴纳的服务费用得到风电厂综合收益。

本发明实施例还提供本实施例公开一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行如上述的基于风电消纳的风电厂综合收益计算方法，例如包括：

s1、基于限定区域内电网对风电的消纳能力，获取建立风电厂与电网公司之间的市场电量交易模型，并以火电厂最小煤耗作为目标，获取火电厂与风电厂之间的风火电量交易模型；

s2、基于所述市场电量交易模型得到风电厂与电网公司之间的第一交易收益；基于所述风火电量交易模型得到风电厂与火电厂之间的第二交易收益；基于所述第一交易收益、所述第二交易收益及风电厂成本和缴纳的服务费用得到风电厂综合收益。

综上所述，本发明实施例提供的一种基于风电消纳的风电厂综合收益计算方法和装置，针对风火网之间具体的市场交易机制、决策变量，以及补贴、发电成本等因素的变动对风电消纳的影响，建立一种从供给侧结构出发，考虑风火电之间存在的密切关系，基于风火网之间具体的市场交易机制、决策变量，以及补贴、发电成本等因素的风电厂综合收益的计算方法。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。