专利名称：风电上网调峰服务的补偿处理系统及其运行方法
技术领域：
本发明涉及一种风电并入电网系统，尤其涉及一种风电上网调峰服务的补偿处理系统及其运行方法。
背景技术：
风电不具有常规电源调峰、调频、调压和备用等方面的能力，并且中国“三北”风资源较为丰富地区所开发的风电都具有反调峰特性。在风电装机超过一定规模以后，电力系统其它常规电源替风电调峰、调频、提供备用，将导致运行成本大幅度增加。电网企业为了适应风电的特性，保证电力系统安全，在调度及运行时必须采取相应的技术措施，增加电力系统的投资和运行成本。常规电源提供更多的调峰能力对其成本的影响主要体现在两方面(1)机会成本。由于调峰深度增加，常规电源的年利用小时数有所降低，年平均发电量也随之降低。由于发电企业主要依赖出售电能获得利润，在假设其发电成本及利润率不变的情况下，发电量的降低必然对其利润造成负面的影响。可以认为是常规电源机组因为提供更多的调峰服务，挤占了电能生产的空间及相应的利润，这部分利润差在经济学上被称为机会成本。(2)运行增加成本(即运行成本增加)。对于常规火电机组来说，由于频繁参与调峰，需要机组的进汽阀门频繁开闭。一方面增加了磨损，降低了机组的运行寿命，另一方面， 由于频繁参与深度调峰，机组无法运行在最优出力位置，机组发电的煤耗率(成本)也会有所增加，综合两方面的因素，常规火电机组参与调峰将会增加机组的运行成本。因此，为疏导成本，激励发电和电网经营企业愿意接纳更多风电，需要制定能够合理补偿常规电源调峰成本的补偿政策。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以科学的，有根据的衡量风电入网在调峰方面给常规电源带来影响的风电上网调峰服务的补偿处理系统，上述目的通过下述技术方案实现一种风电上网调峰服务的补偿处理系统及其运行方法，其特征在于补偿处理系统包括补偿管理模块，机会成本管理模块和增加成本管理模块，所述补偿管理模块分别与机会成本管理模块和增加成本管理模块通信连接；所述补偿管理模块，用于计算出风电上网调峰服务所需补偿的费用；所述机会成本管理模块，用于估算出常规发电机组参与深度调峰产生的机会成本的费用并传输给补偿管理模块；所述增加成本管理模块，用于估算出常规发电机组参与深度调峰产生的运行增加成本的费用并传输给补偿管理模块。上述目的还可以通过下述技术方案进一步完善。所述补偿管理模块根据下列公式计算出风电上网调峰服务所需补偿的费用风电上网调峰服务所需补偿的费用=机会成本的费用+增加成本的费用。
图1是本发明的风电上网调峰服务的补偿处理系统的结构示意图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明的风电上网调峰服务的补偿处理系统及其运行方法进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。实施例一如图1所示，本发明的风电上网调峰服务的补偿处理系统，包括补偿管理模块，机会成本管理模块和增加成本管理模块，所述补偿管理模块分别与机会成本管理模块和增加成本管理模块通信连接；所述补偿管理模块，用于计算出风电上网调峰服务所需补偿的费用；所述机会成本管理模块，用于估算出常规发电机组参与深度调峰产生的机会成本的费用并传输给补偿管理模块。所述增加成本管理模块，用于估算出常规发电机组参与深度调峰产生的运行增加成本的费用并传输给补偿管理模块。所述补偿管理模块根据下列公式计算出风电上网调峰服务所需补偿的费用风电上网调峰服务所需补偿的费用=机会成本的费用+增加成本的费用。其中，基本调峰是指发电机组在规定的出力调整范围内，为了跟踪负荷的峰谷变化而有计划的、按照一定调节速度进行的发电机组出力调整所提供的服务。考虑到机组调节能力及其经济性，非供热燃煤火电机组，基本调峰系数的统计值为60% (即60%至额定容量范围内调峰为基本调峰，低于60%额定容量的调峰为深度调峰)，燃气机组和水电机组提供从0 100%额定容量的基本调峰，供热火电机组在供热期按调节能力、经济性及供热负荷情况提供适当调峰；其他机组不进行调峰的考核和补偿。风电上网调峰服务的补偿处理系统还包括补偿单价管理模块和常规发电机组少发电量管理模块；所述机会成本管理模块分别与补偿单价管理模块和常规发电机组少发电量管理模块通信连接；所述补偿单价管理模块，用于输入和存储补偿单价；所述常规发电机组少发电量管理模块，用于估算出参与深度调峰后常规发电机组少发电量；所述机会成本管理模块，还用于从补偿单价管理模块和常规发电机组少发电量管理模块读取补偿单价和常规发电机组少发电量；并根据下列公式估算出常规发电机组参与深度调峰后，产生的机会成本的费用；机会成本的费用=补偿单价X常规发电机组少发电量。所述常规发电机组少发电量管理模块估算出参与深度调峰后常规发电机组少发电量，具体为读取基本调峰系数，常规发电机组额定容量和常规发电机组实际有功出力，根据下列公式估算出参与深度调峰后常规发电机组少发电量
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W= f (KbPn-P).,
jkbFn>F其中，w为参与深度调峰后常规发电机组少发电量；κΒ为基本调峰系数；ι\为常规发电机组额定容量；P为常规发电机组实际有功出力。基本调峰系数和常规发电机组额定容量为系统给定参数，常规发电机组实际有功出力在现有技术中可直接测量得到。风电上网调峰服务的补偿处理系统还包括增加成本单价管理模块和常规发电机组所发电量管理模块；所述增加成本管理模块分别与增加成本单价管理模块和常规发电机组所发电量管理模块通信连接；所述增加成本单价管理模块，用于输入和存储增加成本单价；常规发电机组所发电量管理模块，用于读取参与深度调峰期间，常规发电机组所发电量；参与深度调峰期间，常规发电机组所发电量在现有技术中可直接测量得到。所述增加成本管理模块，还用于读取增加成本单价和参与深度调峰期间，常规发电机组所发电量；并根据下列公式估算出常规发电机组参与深度调峰产生的运行增加成本的费用；常规发电机组因参与深度调峰，产生的运行增加成本的费用=增加成本单价X 参与深度调峰期间，常规发电机组所发电量。优选的，所述常规发电机组为非供热火电机组，所述非供热火电机组的基本调峰系数Kb根据调节能力确定基本调峰系数；作为一种可实施的方式，基本调峰系数Kb统计值为 60%。优选的，所述非供热火电机组60%至额定容量范围内调峰为基本调峰，低于60% 额定容量的调峰为深度调峰。优选的，所述增加成本单价统计值在0. 030-0. 035元/千瓦时之间；作为一种可实施的方式，所述增加成本单价是0. 033元/千瓦时。优选的，所述补偿单价统计值在0. 05-0. 3元/千瓦时之间。作为一种可实施的方式，所述常规发电机组包括供热火电机组，所述供热火电机组的基本调峰系数根据调节能力、经济性及供热负荷情况确定基本调峰系数。作为一种可实施的方式，所述常规发电机组包括燃气机组和水电机组，所述燃气机组和水电机组的基本调峰系数为0-100%。实施例二一种风电上网调峰服务的补偿处理系统的运行方法，其特征在于所述风电上网调峰服务的补偿处理系统包括补偿管理模块，机会成本管理模块和增加成本管理模块，所述补偿管理模块分别与机会成本管理模块和增加成本管理模块通信连接；所述补偿管理模块，用于计算出风电上网调峰服务所需补偿的费用；所述机会成本管理模块，用于估算出常规发电机组参与深度调峰产生的机会成本的费用并传输给补偿管理模块；所述增加成本管理模块，用于估算出常规发电机组参与深度调峰产生的运行增加成本的费用并传输给补偿管理模块；所述运行方法包括以下步骤补偿管理模块根据下列公式计算出风电上网调峰服务所需补偿的费用风电上网调峰服务所需补偿的费用=机会成本的费用+增加成本的费用。所述风电上网调峰服务的补偿处理系统还包括补偿单价管理模块和常规发电机组少发电量管理模块；所述机会成本管理模块分别与补偿单价管理模块和常规发电机组少发电量管理模块通信连接；所述补偿单价管理模块，用于输入和存储补偿单价；所述常规发电机组少发电量管理模块，用于估算出参与深度调峰后常规发电机组少发电量；所述机会成本管理模块，还用于从补偿单价管理模块和常规发电机组少发电量管理模块读取补偿单价和常规发电机组少发电量；所述机会成本的费用的估算包括以下步骤(1)常规发电机组少发电量管理模块读取基本调峰系数，常规发电机组额定容量和常规发电机组实际有功出力，根据下列公式估算出参与深度调峰后常规发电机组少发电量W=J (KbPn-P);(2)机会成本管理模块从补偿单价管理模块和常规发电机组少发电量管理模块读取补偿单价和常规发电机组少发电量；并根据下列公式估算出常规发电机组参与深度调峰后，产生的机会成本的费用；机会成本的费用=补偿单价X常规发电机组少发电量。所述风电上网调峰服务的补偿处理系统还包括增加成本单价管理模块和常规发电机组所发电量管理模块；所述增加成本管理模块分别与增加成本单价管理模块和常规发电机组所发电量管理模块通信连接；所述增加成本单价管理模块，用于输入和存储增加成本单价；常规发电机组所发电量管理模块，用于读取参与深度调峰期间，常规发电机组所发电量；所述增加成本管理模块，还用于读取增加成本单价和参与深度调峰期间，常规发电机组所发电量；常规发电机组因参与深度调峰，产生的运行增加成本的费用的估算包括以下步骤(1)从增加成本单价管理模块输入和存储增加成本单价；(2)常规发电机组所发电量管理模块读取参与深度调峰期间，常规发电机组所发电量；(3)所述增加成本管理模块读取增加成本单价和参与深度调峰期间，常规发电机组所发电量；并根据下列公式估算出常规发电机组参与深度调峰产生的运行增加成本的费用；常规发电机组因参与深度调峰，产生的运行增加成本的费用=增加成本单价X 参与深度调峰期间，常规发电机组所发电量。最后应当说明的是，很显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。
权利要求
1.一种风电上网调峰服务的补偿处理系统，其特征在于包括补偿管理模块，机会成本管理模块和增加成本管理模块，所述补偿管理模块分别与机会成本管理模块和增加成本管理模块通信连接；所述补偿管理模块，用于计算出风电上网调峰服务所需补偿的费用； 所述机会成本管理模块，用于估算出常规发电机组参与深度调峰产生的机会成本的费用并传输给补偿管理模块；所述增加成本管理模块，用于估算出常规发电机组参与深度调峰产生的运行增加成本的费用并传输给补偿管理模块。
2.根据权利要求1所述的风电上网调峰服务的补偿处理系统，其特征在于 所述补偿管理模块根据下列公式计算出风电上网调峰服务所需补偿的费用 风电上网调峰服务所需补偿的费用=机会成本的费用+增加成本的费用。
3.根据权利要求1所述的风电上网辅助服务的补偿处理系统，其特征在于还包括补偿单价管理模块和常规发电机组少发电量管理模块；所述机会成本管理模块分别与补偿单价管理模块和常规发电机组少发电量管理模块通信连接； 所述补偿单价管理模块，用于输入和存储补偿单价；所述常规发电机组少发电量管理模块，用于估算出参与深度调峰后常规发电机组少发电量；所述机会成本管理模块，还用于从补偿单价管理模块和常规发电机组少发电量管理模块读取补偿单价和常规发电机组少发电量；并根据下列公式估算出常规发电机组参与深度调峰后，估算出机会成本的费用；机会成本的费用=补偿单价X常规发电机组少发电量。
4.根据权利要求3所述的风电上网辅助服务的补偿处理系统，其特征在于所述常规发电机组少发电量管理模块估算出参与深度调峰后常规发电机组少发电量， 具体为读取基本调峰系数，常规发电机组额定容量和常规发电机组实际有功出力，根据下列公式估算出参与深度调峰后常规发电机组少发电量其中，W为参与深度调峰后常规发电机组少发电量；KB为基本调峰系数为常规发电机组额定容量；P为常规发电机组实际有功出力。
5.根据权利要求1所述的风电上网辅助服务的补偿系统，其特征在于还包括增加成本单价管理模块和常规发电机组所发电量管理模块；所述增加成本管理模块分别与增加成本单价管理模块和常规发电机组所发电量管理模块通信连接； 所述增加成本单价管理模块，用于输入和存储增加成本单价； 常规发电机组所发电量管理模块，用于读取参与深度调峰期间，常规发电机组所发电量；所述增加成本管理模块，还用于读取增加成本单价和参与深度调峰期间，常规发电机组所发电量；并根据下列公式估算出常规发电机组参与深度调峰产生的运行增加成本的费用；常规发电机组因参与深度调峰产生的运行增加成本的费用=增加成本单价X参与深度调峰期间，常规发电机组所发电量。
6.根据权利要求4所述的风电上网辅助服务的补偿处理系统，其特征在于所述常规发电机组为非供热火电机组，所述非供热火电机组的基本调峰系数Kb根据调节能力和经济性确定，其统计值为60%。
7.根据权利要求4所述的风电上网辅助服务的补偿处理系统，其特征在于 所述常规发电机组为供热火电机组，所述供热火电机组的基本调峰系数根据调节能力、经济性及供热负荷情况确定基本调峰系数。
8.一种风电上网调峰服务的补偿处理系统的运行方法，其特征在于所述风电上网调峰服务的补偿处理系统包括补偿管理模块，机会成本管理模块和增加成本管理模块，所述补偿管理模块分别与机会成本管理模块和增加成本管理模块通信连接；所述补偿管理模块，用于计算出风电上网调峰服务所需补偿的费用； 所述机会成本管理模块，用于估算出常规发电机组参与深度调峰产生的机会成本的费用并传输给补偿管理模块；所述增加成本管理模块，用于估算出常规发电机组参与深度调峰产生的运行增加成本的费用并传输给补偿管理模块；所述运行方法包括以下步骤补偿管理模块根据下列公式计算出风电上网调峰服务所需补偿的费用风电上网调峰服务所需补偿的费用=机会成本的费用+增加成本的费用。
9.根据权利要求8所述的风电上网调峰服务的补偿处理方法，其特征在于 所述风电上网调峰服务的补偿处理系统还包括补偿单价管理模块和常规发电机组少发电量管理模块；所述机会成本管理模块分别与补偿单价管理模块和常规发电机组少发电量管理模块通信连接；所述补偿单价管理模块，用于输入和存储补偿单价；所述常规发电机组少发电量管理模块，用于估算出参与深度调峰后常规发电机组少发电量；所述机会成本管理模块，还用于从补偿单价管理模块和常规发电机组少发电量管理模块读取补偿单价和常规发电机组少发电量； 所述机会成本的费用的估算包括以下步骤(1)常规发电机组少发电量管理模块读取基本调峰系数，常规发电机组额定容量和常规发电机组实际有功出力，根据下列公式估算出参与深度调峰后常规发电机组少发电量w=LJKm·’(2)机会成本管理模块从补偿单价管理模块和常规发电机组少发电量管理模块读取补偿单价和常规发电机组少发电量；并根据下列公式估算出常规发电机组参与深度调峰后， 产生的机会成本的费用； 机会成本的费用=补偿单价X常规发电机组少发电量。
10.根据权利要求8所述的风电上网调峰服务的补偿处理方法，其特征在于所述风电上网调峰服务的补偿处理系统还包括增加成本单价管理模块和常规发电机组所发电量管理模块；所述增加成本管理模块分别与增加成本单价管理模块和常规发电机组所发电量管理模块通信连接；所述增加成本单价管理模块，用于输入和存储增加成本单价；常规发电机组所发电量管理模块，用于读取参与深度调峰期间，常规发电机组所发电量；所述增加成本管理模块，还用于读取增加成本单价和参与深度调峰期间，常规发电机组所发电量；常规发电机组因参与深度调峰，产生的运行增加成本的费用的估算包括以下步骤(1)从增加成本单价管理模块输入和存储增加成本单价；(2)常规发电机组所发电量管理模块读取参与深度调峰期间，常规发电机组所发电量；(3)所述增加成本管理模块读取增加成本单价和参与深度调峰期间，常规发电机组所发电量；并根据下列公式估算出常规发电机组参与深度调峰产生的运行增加成本的费用；常规发电机组因参与深度调峰，产生的运行增加成本的费用=增加成本单价X参与深度调峰期间，常规发电机组所发电量。
全文摘要
本发明公开了风电上网调峰服务的补偿处理系统及其运行方法，其特征在于补偿处理系统包括补偿管理模块，机会成本管理模块和增加成本管理模块，所述补偿管理模块分别与机会成本管理模块和增加成本管理模块通信连接；所述补偿管理模块，用于计算出风电上网调峰服务所需补偿的费用；所述机会成本管理模块，用于估算出常规发电机组参与深度调峰产生的机会成本的费用并传输给补偿管理模块；所述增加成本管理模块，用于估算出常规发电机组参与深度调峰产生的运行增加成本的费用并传输给补偿管理模块；风电上网调峰服务所需补偿的费用＝机会成本的费用+增加成本的费用。本发明科学的，有根据的衡量风电入网在调峰给常规电源带来的影响。
文档编号H02J3/38GK102480131SQ20101055863
公开日2012年5月30日 申请日期2010年11月25日 优先权日2010年11月25日
发明者伍声宇, 侯荆州, 刘瑞丰, 左园忠, 张富强, 张栋, 张 浩, 张运洲, 李焰, 杨小力, 白建华, 祁小芳, 程路, 蒋莉萍, 贾德香, 辛颂旭, 陈天恩, 陈立斌, 魏晓霞 申请人:国网能源研究院, 西北电网有限公司