一种区外电力与省内电源协同消纳调度运行方法与流程

本发明涉及电力系统调度及源网协调技术领域，具体涉及高比例区外电力与省内电源协同消纳调度运行机制。

背景技术：

目前，我国经济发展步入以中低速增长、创新驱动、结构升级为表征的新常态。与此同时，受制于资源禀赋、环保压力和政策引导，特高压大规模多馈入，风、光等清洁能源规模化、均散化开发利用构筑成我国中东部省级电网发展的新常态。以中部某省为例，“十二五”末期，该省电网供电能力达到7000万kw，跨区电力交换能力达到2000万kw，随着全国特高压骨干网架的不断完善，跨区电力交易能力逐步增强，研究考虑高比例区外电力与省内电源协同消纳调度运行机制具有现实意义。

随着全国特高压骨干网架的不断完善，各省跨区电力交易量逐步增大，部分省份区外受电比例大幅提高，这部分区外来电大多通过远距离、大功率特高压直流或交流电网输送，单个输送通道输送功率最大达10000mw，任何一个输送通道失去将对该省全网及局部电网平衡造成很大影响，研究考虑高比例区外电力与省内电源协同消纳调度运行机制就是为了进一步统筹省内外电源发电能力，合理安排备用容量，维持发用电平衡，提高省内电源发电利用小时数，保证省内清洁能源全额消纳。

技术实现要素：

为更好地应对高比例区外来电对电网调度和安全稳定运行的影响，在分析区外来电现状的基础上，从发用电平衡面临新的压力、省内电源调节压力增大和发电利用小时数偏低等方面研究高比例区外来电与省内电源协调运行面临的主要问题，提出调节义务分摊机制和辅助服务补偿机制等考虑高比例区外电力与省内电源协同消纳调度运行机制。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：考虑高比例区外电力与省内电源协同消纳调度运行机制，采用灰色关联分析法研究区外电力对省内外电源协调运行的影响，依据关联度指标，提出上下级调度协同运行机制、省内和省外电源利益同享机制、省内和省外电源调节义务分摊机制、跨区跨省辅助服务补偿机制及相邻省市电网备用共享和事故支援机制。

基于区外来电现状、区外电力规划、省内电源规划、区外来电比例及电力平衡情况，研究区外电力对省内外电源协调运行的影响。

该方法包括以下步骤：

(1)获取区外电力的总体规模数据及其具体电价数据；

(2)基于与本省互联的区外电力规划及省内电源规划，得到区外来电比例及电力平衡情况数据；

(3)采用灰色关联分析法研究区外电力对省内外电源协调运行的影响；

(4)调整各周期跨区跨省输送计划，根据所述输送计划进行送受端电网电力生产；

(5)均衡省内外火电年度利用小时数；

(6)使区外燃煤机组和有调节能力的水电分摊省内电网调峰工作，参与电网年、周和日调峰；

(7)基于省内电源消纳区外电力电量，以及，区外电力参与调频、调压、深度调峰、启停调峰时产生的成本，由区外电力给予省内电源补偿；

(8)基于省内电源规划和区外电力规划分配备用容量，使得发生故障时，能够互相支援。

进一步的，步骤(1)中所述的“区外电力的总体规模”是指本省最高统调用电负荷，总装机容量，大功率区外电力来源及容量。

进一步的，步骤(2)中所述的“了解与本省互联的区外电力规划及省内电源规划，掌握区外来电比例及电力平衡情况。”可通过查询国家电网公司“十三五”电网发展规划确定省内的特高压交直流落点，及各输电断面极限，电源结构；电力平衡情况是指省内电源容量、扣减容量、最大可调出力、区外受电、预留备用、最大电力资源、最大全社会用电和电力缺口。

进一步的，步骤(3)中所述的“研究高比例区外电力对省内外电源协调运行的影响”是指电力电量平衡的灵活性降低，区外来电的不确定性增加，省内电源发电利用小时数下降，电网调节能力下降，调峰矛盾突出等；所述步骤(3)具体包括如下步骤：

a.确定区外电力和省内电源两组分析序列；

b.消除所述两组分析序列的数据量纲；

c.计算所述两组分析序列的极差；

d.计算所述两组分析序列的关联系数。

进一步的，步骤(4)中所述的“加强上下级调度协同运行机制”是指强化大电网意识，建设调度业务高度关联、运行控制高度协同的一体化调控体系。国、分、省三级共同采取提升清洁能源功率预测水平、强化网源协调、加强风险协同处置等措施。

进一步的，步骤(5)中所述的“建立利益共享机制”是指进一步理顺区外来电的受电价格，形成与省内电价同步调整机制，以本省煤电标杆电价为参照，合理地控制区外来电购电成本。

进一步的，步骤(6)中所述的“建立调节义务分摊机制”是指当电网中区外来电比例增大时，需要降低电网中火电或水电机组的出力以保证整个电网的电力平衡，区外来电将占用电网可用的调峰容量，当电网中区外来电比例减小时，原先电网中降低出力的机组需要升高出力以平衡区外来电的出力变化。

进一步的，步骤(7)中所述的“健全辅助服务补偿机制”的作用为：

a.促进区外清洁能源等发电资源主动考虑受端电网用电特点，提高自身发电能力预测，控制精度，以及内部优化调度水平。

b.协调省内电源与省外电源经济利益矛盾，提高省内电源服从全国资源优化配置大局，支持区外能源消纳的积极性。

进一步的，步骤(8)中所述的“坚持备用共享和事故支援机制”是指通过以大代小、有序调停等手段，严控备用过高，优化制定本省年度分月、月度分旬机组启停方案"。根据电力平衡情况调整机组检修安排策略，实现本省电网备用水平长期稳定在合理水平，保障区外受电稳定消纳，提高省内机组运行效率，确保电网运行的经济性。

本发明的工作原理和有益效果：

区外受电比例高、来源多、路径远，交直流、送受端、不同电压等级之间相互影响和制约进一步增强，电网运行一体化特征愈加明显，电网运行整体性对调控协调运行机制提出更高要求，迫切需要建立上下级调度协同运行机制、省内和省外电源利益同享机制、省内和省外电源调节义务分摊机制、跨区跨省辅助服务补偿机制、相邻省市电网备用共享和事故支援机制；本发明采用灰色关联分析法研究高比例区外电力对省内外电源协调运行的影响，调动省内、省外电源参与电网调节的主动性、积极性，保障省内电网安全、优质、经济运行。

附图说明

图1是高比例区外电力与省内电源协同消纳调度运行机制逻辑框图。

图2是区外来电功率智能控制系统框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

如图1所示，考虑高比例区外电力与省内电源协同消纳调度运行机制，该方法包括以下步骤：

(1)调研区外来电现状，包括区外电力的总体规模及其具体电价。

(2)了解与本省互联的区外电力规划及省内电源规划，掌握区外来电比例及电力平衡情况。

(3)采用灰色关联分析法研究高比例区外电力对省内外电源协调运行的影响。

(4)加强上下级调度协同运行机制，提高各周期跨区跨省输送计划的预见性、准确性、灵活性，方便送受端电网电力生产的有序组织，确保电网长期安全稳定运行。

(5)建立利益共享机制，均衡省内外火电年度利用小时数，做到利益共享，风险共担。

(6)建立调节义务分摊机制，使区外燃煤机组和有调节能力的水电分摊省内电网调峰义务，参与电网年、周和日调峰。

(7)健全辅助服务补偿机制，充分考虑省内电源为促进区外电力电量消纳，参与调频、调压、深度调峰、启停调峰时产生的经济成本，由区外电源给予省内电源一定补偿费用。

(8)坚持备用共享和事故支援机制，根据本省电网特点和区外来电落点合理分配备用容量，确保发生重要输电通道故障，用电负荷大幅波动，省内大机组跳闸时，具有足够应对手段和互济能力。

具体的讲，步骤(3)所述的“采用灰色关联分析法研究高比例区外电力对省内外电源协调运行的影响”的过程为：

a.确定分析序列

共两组分析序列，一是区外电力情况，包括区外电力规模，区外来电电价，区外电力占本省用电量的比例等，记为xi；二是省内电源情况，包括电力电量平衡的灵活，省内电源发电利用小时数，电网调节能力，调峰容量等，记为yj。

b.消除序列数据量纲

对区外电力序列xi和省内电源序列yj进行量纲的消除，分别用两组指标序列的平均值和除以后面每年的指标数值，得到新的指标序列xi’和yj’。

c.计算极差

根据公式，逐个计算两组去量纲化的序列对应元素xi’和yj’的绝对差值。

并根据公式，确定两级最小差mn。

并根据公式，确定两级最大差mx。

d.计算关联系数

根据公式，计算去区外电力与省内电源两组序列对应元素的关联系数rij，其中：ξ为分辨系数，在（0，1）内取值，ξ越小，关联系数间的差异越大，分辨率越高。一般ξ取0.5。

具体的讲，步骤(4)所述的“加强上下级调度协同运行机制”的提高各周期跨区跨省输送计划的预见性、准确性、灵活性是指跨区跨省送电计划曲线与受端省用电负荷曲线走势要基本一致，遇受端省用电负荷大幅波动时，省调可向上级调度申请临时修改送电计划。当系统电力供应大于需求时，可以降低区外来电出力实现系统的频率调节；当区外来电出力低于自身具备的发电能力时，且系统有功不足时，可以增加区外来电，参与系统频率调节。区外来电参与电网有功控制的模式如图2所示。

具体的讲，步骤(5)所述的“建立利益共享机制”的总体目标是系统成本valueobj最低：

其中，为系统运行费用，为电力传输费用，为系统投资费用，为系统中电源的固定运行维护费用。

具体的讲，步骤(6)所述的“建立调节义务分摊机制”关于电网中可用于平衡区外来电功率的调峰容量的计算方法为：

其中，为电网实际发电出力；电网用电负荷；为联络线送出功率；为电网网损；k为电厂厂用电率；为电网总开机容量。

其中，为电网发电最低出力下限；为电网总备用容量。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。