一种核光储蓄火多电源联合运行优化调度方法及系统与流程

本发明涉及电力系统规划及优化，具体的是一种核光储蓄火多电源联合运行优化调度方法及系统。

背景技术：

1、近年来，随着大规模核电机组、可再生能源、清洁低碳源发电设备的不断接入以及电网负荷峰谷差不断增大，常规电源如火电的调峰压力愈加严峻。核电机组以满功率运行的方式及风光等出力的间歇性，迫使常规机组频繁启停，弃风弃光严重。现代核电机组均已具备日负荷跟踪功能，核电机组参与系统调峰、多种电源联合调峰运行是未来电力系统发展的重中之重。

2、在未来的很长一段时间，随着光伏等可再生能源和核电、抽水蓄能等清洁低碳能源大规模接入电网以及储能技术的日益成熟，我国电网的运行调度和调峰形势会越来越复杂。

3、然而，目前对核电灵活出力参与调峰的研究相对较少，且现有技术多把核电建模为满功率运行或固定降功率的时间和深度运行，未充分考虑和利用核电已经具备的优秀的调节功率能力，从而严重挤压了系统调峰容量，使系统新能源消纳率和灵活性降低。

技术实现思路

1、为解决上述背景技术中提到的不足，本发明的目的在于提供一种核光储蓄火多电源联合运行优化调度方法及系统。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种核光储蓄火多电源联合运行优化调度方法，其特征在于，方法包括以下步骤：

3、接收优化调度基础数据，其中，所述优化调度基础数据包括：日前电网负荷、光伏机组预测出力数据和各电厂机组基本参数数据；

4、将优化调度基础数据输入至预先建立的核电灵活性出力模型内，得到多源联合运行优化调度模型；

5、对多源联合运行优化调度模型进行求解，得到初步的各电源出力方案；

6、计算核电多档灵活调峰模式下初步的各电源出力方案所对应的成本，通过设置多种核电固定出力模式，并计算各种核电固定出力模式下所对应方案的成本；

7、将核电多档灵活调峰模式下初步的各电源出力方案所对应的成本与各种核电固定出力模式下所对应方案的成本相比较，最终输出联合最优调度结果。

8、优选地，所述核电灵活性出力模型将核电机组i的调峰深度分为n档，那么核电机组i第n档的调峰深度表示为：

9、pi,n＝(pi,nmax-pi,nmin)n/n n∈n

10、式中，pi,n为核电机组i的第n档调峰深度，pi,nmax为核电机组i的最大出力；pi,nmin为核电机组i的最小出力。

11、优选地，第n档的核电低功率阶段功率表示为：

12、pi,n,l＝pi,nmax-pi,n

13、式中，pi,n,l为核电机组i第n档调峰深度下的低功率运行阶段的核电功率。

14、优选地，所述核电机组的功率线性变化时间规定为1～3h，对应不同功率升降速率阶段有不同的功率过渡值，因此需要在每个档位下设置j个功率过渡状态dn,j：升降功率变化时间为3h时，设置两个过渡状态，dn,3和dn,1；变化时间为2h时，设置一个过渡状态，dn,2；变化时间为1h时，无需设置功率过渡状态；

15、按照功率状态划分其档位调峰深度下对应的核电功率，可表示为：

16、pd,n,j＝pi,n,l+pi,n(1+j)/6

17、式中，j为功率上升或下降时的过渡状态标志，j＝1,2,3。

18、优选地，为保证核电机组安全运行，确定核电调峰深度为50％，调峰档数为50档，每档调节1％的功率，为保证核电出力约束紧凑性，将核电出力表达分为三个阶段：满功率阶段、低功率阶段和升降功率阶段，每个阶段分别采用不同的0-1运行标志对核电出力约束进行线性化描述，核电机组i在第t时段的功率可表示为：

19、

20、式中，qt为满功率运行标志；ln,t为第n档调峰深度下的低功率运行标志；dn,j,t为第n档调峰深度第j个状态第t时段的升降功率运行标志，qt、ln,t、dn,j,t均为0-1变量。

21、优选地，所述对多源联合运行优化调度模型进行求解，得到初步的各电源出力方案的过程如下：

22、多源联合运行优化调度模型以系统总运行成本最低为目标函数，系统总运行成本包括各电源的发电成本、调峰成本、机组启停成本以及光伏发电弃光惩罚成本，将各电源的发电成本、调峰成本、机组启停成本以及光伏发电弃光惩罚成本求和得到系统总运行成本。

23、优选地，所述多源联合运行优化调度模型在优化出力过程中的约束条件包括系统功率实时平衡约束、系统正负备用容量约束和各电源运行特性约束。

24、优选地，所述核电固定出力模式包括：

25、模式1：核-火联合调峰运行；

26、模式2：核-火-抽水蓄能联合调峰运行；

27、模式3：核-火-储-抽水蓄能联合调峰运行；

28、模式4：在模式3的基础上将核电机组设为均带基荷运行；

29、模式5：在模式3的基础上将核电机组设为均采取降50％功率的“12-3-6-3”固定运行模式。

30、优选地，所述将核电多档灵活调峰模式下初步的各电源出力方案所对应的成本与各种核电固定出力模式下所对应方案的成本相比较过程如下：若核电多档灵活调峰模式的成本低于核电固定出力模式的成本，则输出核电多档灵活调峰模式为联合最优调度结果；若核电多档灵活调峰模式的成本高于核电固定出力模式的成本，则输出核电固定出力模式为联合最优调度结果，具体包括：以机组运行费用与弃光惩罚项之和最小为目标，考虑系统功率实时平衡约束、系统正负备用容量约束、各电源运行特性约束，在求得核电多档灵活调峰模式各机组的出力数据和运行成本后，同时对核电固定出力模式所包括的五个模式进行成本计算，若所提初步的各电源出力方案的运行成本最低，则通过了校验，输出初步的各电源出力方案对应的核电多档灵活调峰模式为联合最优调度结果。

31、在本发明的又一方面，为了达到上述目的，公开了一种核光储蓄火多电源联合运行优化调度系统，包括：

32、数据接收模块：用于接收优化调度基础数据，其中，所述优化调度基础数据包括：日前电网负荷、光伏机组预测出力数据和各电厂机组基本参数数据；

33、数据输入模块：用于将优化调度基础数据输入至预先建立的核电灵活性出力模型内，得到多源联合运行优化调度模型；

34、模型求解模块：用于对多源联合运行优化调度模型进行求解，得到初步的各电源出力方案；

35、成本计算模块：用于计算核电多档灵活调峰模式下初步的各电源出力方案所对应的成本，通过设置多种核电固定出力模式，并计算各种核电固定出力模式下所对应方案的成本；

36、结果生成模块：用于将核电多档灵活调峰模式下初步的各电源出力方案所对应的成本与各种核电固定出力模式下所对应方案的成本相比较，最终输出联合最优调度结果。

37、本发明的有益效果：

38、本发明的多电源联合运行优化调度方法，相比于往常核电以带基荷运行的思路，面向大规模核电等清洁能源和光伏等新能源接入的大背景，提出以核电灵活出力来参与系统调峰。此外，本发明提出的调度方法将核电与多种电源联合运行，充分发挥了电网的调峰潜力，有助于从电源结构优化角度提高新能源的消纳能力，兼顾经济性、安全性和可靠性。通过采用所提出的调度方法，可以明显降低火电机组的启停次数，新能源消纳率得到大幅度提升，明显降低了系统运行总成本，提高运行的经济性。