一种电力系统的新能源与常规电源配比方法、装置及介质与流程

本发明涉及电力运营，特别是关于一种电力系统的新能源与常规电源配比方法、装置及计算机可读存储介质。

背景技术：

1、减少co2排放，实现低碳发展，对人类社会的可持续发展具有重要意义。一些主要国家宣布了实现“碳中和”的目标日期。低碳发展促进了可再生能源(vre)的快速增长，如风能和太阳能。而大规模新能源发电并网现实给电力系统的安全稳定运行带来了巨大挑战。

2、随着可再生能源的发电容量在电力系统中所占比重的增大，其出力的不确定性引起的功率波动将显著影响系统的供电充裕性、调频、调峰等特性，还会带来新能源消纳、弃风、弃光等问题；同时，新型可再生能源机组容量远低于常规火电机组，这将导致同等功率容量下新能源机组数量远高于常规电源，极大的增加了机组组合与运行方式数量，为系统运行与调控带来了重大挑战。因此，如何合理地对新能源和常规电源进行配比是电力系统运营亟需解决的一个问题。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明的目的是提供一种电力系统的新能源与常规电源配比方法、装置及介质，能够得到满足高新能源渗透率电力系统广义充裕性需求的新能源与常规电源合理配比，有利于促进新型电力系统中新能源的消纳。

2、为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

3、第一方面，本技术提供一种电力系统的新能源与常规电源配比方法，所述方法包括：

4、构建所述电力系统的电力系统广义充裕性指标，所述电力系统广义充裕性指标，包括电力电量充裕性指标、频率安全指标和灵活性需求指标；

5、基于所述电力系统广义充裕性指标，构建新能源与常规电源配比模型；

6、求解所述能源与常规电源配比模型，得到符合所述电力系统广义充裕性指标的约束的新能源与常规电源配比结果。

7、在本发明的一种实现方式中，基于所述电力系统广义充裕性指标，构建新能源与常规电源配比模型，包括：

8、基于所述电力系统广义充裕性指标，构建所述新能源与常规电源配比模型的电力系统广义充裕性指标约束。

9、在本发明的一种实现方式中，所述电力系统广义充裕性指标约束，包括电力平衡约束和电力需求约束，

10、其中，电力平衡约束有：

11、

12、式中，ωe分别为待配置常规电源、已建电源集合，ωf为包含各类新能源电源的集合，ωc为储能电站等灵活性资源集合；λi、λk、λj、λt分别表征待配置常规电源、已建电源及灵活性电源的置信容量；gk、分别为待配置常规电源容量、已建电源容量、新能源电源与储能电站的新增容量；lmax为最大负荷需求，αl代表系统的负荷备用容量系数；

13、电力需求约束,有式:

14、

15、式中ei、ek、ej、et分别为待配置电源、已建电源、新增新能源电源及储能电站的发电量；el为预测的电量需求，ξdelta表示电源供电的电量损耗率。

16、在本发明的一种实现方式中，所述电力系统广义充裕性指标约束，还包括频率变化率指标约束及频率最低点指标约束；

17、对于频率变化量指标约束，有式：

18、

19、其中，rocof为频率变化率，rocofmax为给定的频率变化率限值，δpe为标幺值，h为系统惯量；

20、对于频率最低点指标约束，满足系统最低点频率应高于低频保护动作限值。

21、在本发明的一种实现方式中，所述电力系统广义充裕性指标约束，还包括系统灵活性需求指标约束：

22、

23、

24、其中，为常规电源上调、下调备用，为储能电站在充电情况下可以提供的上调、下调备用，为储能电站在放电情况下可以提供的上调、下调备用，μ为新能源发电的波动风险系数。

25、在本发明的一种实现方式中，所述新能源与常规电源配比模型的目标函数为最小化规划成本和典型日运行成本。

26、在本发明的一种实现方式中，所述新能源与常规电源配比模型的约束条件还包括系统运行约束条件。

27、在本发明的一种实现方式中，所述系统运行约束条件，包括：

28、节点功率平衡约束；线路功率约束；风电出力约束；光伏电站出力约束；常规电源的出力和备用约束；常规电源的开停机时间约束以及爬坡约束；水电机组的日发电量约束；储能电站的充/放电功率约束及同时段充放电不兼容约束、调度末时段的电量最低值约束、储能电站灵活性备用约束、储能电站上下调水平约束。

29、第二方面，本发明提供一种电力系统的新能源与常规电源配比装置，所述装置包括：

30、指标构建模块，用于构建所述电力系统的电力系统广义充裕性指标，所述电力系统广义充裕性指标，包括电力电量充裕性指标、频率安全指标和灵活性需求指标；

31、模型构建模块，基于所述电力系统广义充裕性指标，构建新能源与常规电源配比模型；

32、求解模块，用于求解所述能源与常规电源配比模型，得到符合所述电力系统广义充裕性指标的约束的新能源与常规电源配比结果。

33、在本发明的一种实现方式中，所述模型构建模块，用于基于所述电力系统广义充裕性指标，构建所述新能源与常规电源配比模型的电力系统广义充裕性指标约束。

34、在本发明的一种实现方式中，所述电力系统广义充裕性指标约束，包括电力平衡约束和电力需求约束，

35、其中，电力平衡约束有：

36、

37、式中，ωe分别为待配置常规电源、已建电源集合，ωf为包含各类新能源电源的集合，ωc为储能电站等灵活性资源集合；λi、λk、λj、λt分别表征待配置常规电源、已建电源及灵活性电源的置信容量；gk、分别为待配置常规电源容量、已建电源容量、新能源电源与储能电站的新增容量；lmax为最大负荷需求，αl代表系统的负荷备用容量系数；

38、电力需求约束,有式:

39、

40、式中ei、ek、ej、et分别为待配置电源、已建电源、新增新能源电源及储能电站的发电量；el为预测的电量需求，ξdelta表示电源供电的电量损耗率。

41、在本发明的一种实现方式中，所述电力系统广义充裕性指标约束，还包括频率变化率指标约束及频率最低点指标约束；

42、对于频率变化量指标约束，有式：

43、

44、其中，rocof为频率变化率，rocofmax为给定的频率变化率限值，δpe为标幺值，h为系统惯量；

45、对于频率最低点指标约束，满足系统最低点频率应高于低频保护动作限值。

46、在本发明的一种实现方式中，所述电力系统广义充裕性指标约束，还包括系统灵活性需求指标约束：

47、

48、

49、其中，为常规电源上调、下调备用，为储能电站在充电情况下可以提供的上调、下调备用，为储能电站在放电情况下可以提供的上调、下调备用，μ为新能源发电的波动风险系数。

50、在本发明的一种实现方式中，所述新能源与常规电源配比模型的目标函数为最小化规划成本和典型日运行成本。

51、在本发明的一种实现方式中，所述新能源与常规电源配比模型的约束条件还包括系统运行约束条件。

52、在本发明的一种实现方式中，所述系统运行约束条件，包括：

53、节点功率平衡约束；线路功率约束；风电出力约束；光伏电站出力约束；常规电源的出力和备用约束；常规电源的开停机时间约束以及爬坡约束；水电机组的日发电量约束；储能电站的充/放电功率约束及同时段充放电不兼容约束、调度末时段的电量最低值约束、储能电站灵活性备用约束、储能电站上下调水平约束。

54、第三方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述第一方面所述的电力系统的新能源与常规电源配比方法。

55、本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：本发明申请方案，通过构建所述电力系统的电力系统广义充裕性指标，包括电力电量充裕性指标、频率安全指标和灵活性需求指标，再基于电力系统广义充裕性指标，构建新能源与常规电源配比模型，进一步求解能源与常规电源配比模型，得到符合所述电力系统广义充裕性指标的约束的新能源与常规电源配比结果略，从而能够得到满足高新能源渗透率电力系统广义充裕性需求的新能源与常规电源合理配比，有利于促进新型电力系统中新能源的消纳。