一种新能源消纳限制场景构建及抽水蓄能需求计算方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114997459A(43)申请公布日2022.09.02(21)申请号202210343223.2G06Q50/06(2012.01)(22)申请日2022.04.02G06F30/20(2020.01)H02J3/38(2006.01)(71)申请人中国能源建设集团湖南省电力设计H02J3/28(2006.01)院有限公司H02J15/00(2006.01)地址410000湖南省长沙市雨花区劳动西G06F111/04(2020.01)路471号G06F113/04(2020.01)(72)发明人方绍凤李静唐宇冯剑周野G06F119/06(2020.01)李娟王昱胡剑宇刘利黎刘晔宁(74)专利代理机构长沙市护航专利代理事务所(特殊普通合伙)43220专利代理师张洁(51)Int.Cl.G06Q10/04(2012.01)G06Q10/06(2012.01)权利要求书3页说明书7页附图2页(54)发明名称一种新能源消纳限制场景构建及抽水蓄能需求计算方法(57)摘要本发明公开了一种新能源消纳限制场景构建及抽水蓄能需求计算方法，包括从电力平衡需求、调峰需求、机组运行特性，引入多个新能源的限制因子构建新能源消纳限制场景；针对新能源消纳限制场景，构建瓶颈分析模型，识别网架中线路输送能力不符合预设输送能力要求和新能源消纳水平不符合预设消纳水平的区域；基于不同的新能源消纳限制场景，以消除网架瓶颈为目标，进行抽水蓄能需求分析，得到满足新能源消纳和电网安全稳定运行需求的抽水蓄能容量。为未来考虑电网网架结构进一步完善抽水蓄能需求计算方法，合理布局抽水蓄能提供技术支撑和理论依据。CN114997459ACN114997459A权利要求书1/3页1.一种新能源消纳限制场景构建及抽水蓄能需求计算方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤S100：从电力平衡需求、调峰需求、机组运行特性，引入多个新能源的限制因子构建新能源消纳限制场景；步骤S200：针对所述新能源消纳限制场景，构建瓶颈分析模型，识别网架中线路输送能力不符合预设输送能力要求和新能源消纳水平不符合预设消纳水平的区域；步骤S300：基于不同的新能源消纳限制场景，以消除网架瓶颈为目标，进行抽水蓄能需求分析，得到满足新能源消纳和电网安全稳定运行需求的抽水蓄能容量。2.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，步骤S100包括：步骤S110：从电力平衡需求、调峰需求、机组运行特性方面，建立影响新能源消纳和电网安全稳定运行的多种限制指标；步骤S120：基于影响新能源消纳和电网安全稳定运行的限制指标，构建新能源消纳限制场景。3.根据权利要求2中所述的方法，其特征在于，步骤S110包括：(1)功率平衡关系约束：式中，Ng表示火电机组数量，Nr表示新能源数量，Nl表示区外来电数量，Nhh表示水电机组数量，Nh表示抽水蓄能电站数量，Nd表示分区负荷数量，Pg,t表示火电机组出力，Pr,t表示新能源出力，Pl,t表示第l条区外来电功率，α表示抽水蓄能电站参与调峰的比例，Phh,t表示水电机组出力，Ph,max表示抽水蓄能电站最大出力，Pd,t表示分区d的负荷需求；(2)调峰平衡需求约束：以典型日最大负荷确定所需火电机组的最大出力：以典型日最小负荷确定调峰需求：式中，Pdmax,t、Pdmin,t分别表示分区负荷最大值、最小值；δg、εhh、ωr、πl分别表示火电机组、水电机组、新能源机组、区外来电的调峰系数，ΔPh表示电网调峰需求，均由抽水蓄能电站满足；(3)机组运行特性：1)火电机组运行约束：出力约束：Pg,min≤Pg,t≤Pg,maxDU运行爬坡约束：‑R·Δt≤Pg,t‑Pg,t‑1≤R·Δt式中，Pg,min、Pg,max分别表示火电机组最小、最大出力；Pg,t‑1表示第g台机组在t‑1时刻的功率，RD、RU表示功率上爬坡、下爬坡系数，Δt表示时间间隔；2)抽水蓄能电站运行约束：2CN114997459A权利要求书2/3页抽水约束：0≤Ph,t≤βhPhs,max放水约束：0≤Ph,t≤ηhPhs,max且βh+ηh≤1；式中，Phs,max表示水电电机组的装机容量，βh、ηh分别表示抽水蓄能电站的放水状态，抽水状态，二者不能同时为1。4.根据权利要求3中所述的方法，其特征在于，步骤S120包括：式中，表示仅考虑电力需求的场景；表示仅考虑调峰需求的场景；表示仅考虑机组运行特性的场景；表示综合考虑电力需求、调峰需求、机组运行特性的场景。5.根据权利要求4中所述的方法，其特征在于，步骤S200包括：步骤S210：引入城市轨道交通网络瓶颈的概念，将电力系统中所述新能源消纳限制场景的电网运行瓶颈分为静态瓶颈和动态瓶颈；其中，所述静态瓶颈是指未考虑