一种光伏替代火电的区域配电网备用容量配置方法与流程

本发明涉及区域配电网备用容量配置，尤其涉及一种光伏替代火电的区域配电网备用容量配置方法。

背景技术：

1、随着电力系统中可再生能源的比重日益提升，负荷需求快速增长，系统备用容量的需求越来越大，高负荷期间，备用容量不足使供需不平衡的风险增加，难以维持电力系统的稳定，仅以火电机组为来源，按负荷百分比配置旋转备用已不能很好地兼顾可靠型、灵活性及经济性。

2、需要一种通过光伏发电系统对火电机组进行替代处理，优化备用容量的配置，使其能够有助提高新型电力系统运行的效益，保障电网高效运行。

技术实现思路

1、基于上述目的，本发明提供了一种光伏替代火电的区域配电网备用容量配置方法。

2、一种光伏替代火电的区域配电网备用容量配置方法，包括以下步骤：

3、步骤一：收集火电机组输出功率、能源强迫停运率、装机容量、用户负荷数据，计算eens；

4、步骤二：根据eens计算出区域配电网水平年上的备用容量需求量；

5、步骤三：计算出替代后发电成本；

6、步骤四：比较光伏发电系统替代不同火电机组的综合效益指标数值，得出最优容量配置方案。

7、进一步的，所述eens基于区域配电网的ieee-30系统。

8、进一步的，所述步骤一中的eens计算公式如下：

9、

10、其中，c是电力系统的装机容量(mw)；x是电力系统的停运容量(mw)；r是电力系统备用容量r＝c-l(mw)；l为用户负荷(mw)。

11、进一步的，所述p(x)计算公式如下：

12、

13、其中，n是能源种类总数；k是故障能源种类数；r为能源强迫停运率。

14、进一步的，所述步骤二中的备用容量需求量设为计算公式如下：

15、

16、其中：

17、为电量不足期望值总的标准差；

18、φ为修正系数；eeens电量不足期望值；

19、为机组在水平年上的负荷功率；

20、t为运行周期。

21、进一步的，所述电量不足期望值总的标准差具体公式为：

22、

23、σni为各机组的各机组的电量不足期望值标准差。

24、进一步的，所述步骤三中的发电成本包括在光伏发电系统替代火电机组后，新系统的运行成本，具体包括光伏设备的购置成本、安装成本、维护成本、折旧成本，基于替代后发电成本计算结果计算替代后经济效益指标数值，所述替代后经济效益指标数值包括将光伏发电系统替代火电机组后，由未替代的火电机组提供所产生的发电耗煤费用。

25、进一步的，所述替代后经济效益指标数值计算公式如下：

26、

27、起重机：δer,为未替代的火电机组提供所产生的发电耗煤费用，ai为火电机组i的发电耗煤费用函数的二次项系数，元/(mw2·h)；bi为火电机组i的发电耗煤费用函数的一次项系数，元/mwh；ci为火电机组i的发电耗煤费用的常数项，元/h；pt,为火电机组i的输出功率；n为火电机组数量。

28、进一步的，所述步骤四中的综合效益指标数值设为z，并构建替代后效果综合评价函数，具体如下：

29、t∈[1,365]，t∈z

30、其中：t为机组运行周期；

31、

32、

33、其中：分别为光伏发电系统输出功率的上、下限，分别为火电机组i输出功率的上、下限；

34、

35、其中：为各火电机组提供备用容量，为光伏系统提供备用容量，为电力系统备用容量需求量。

36、进一步的，还包括权重因子，该权重因子用于综合考虑光伏发电系统替代火电机组的备用容量需求量和发电成本，建立以综合指标z最小化为目标的函数，计算公式如下：

37、

38、其中，ω为表征备用容量的需求量与发电成本的比值的权重因子，α为备用安排率，取10％～20％；pmax为系统最大负值，输出z值最小的光伏备用配置数据。

39、本发明的有益效果：

40、本发明，光伏发电系统几乎不受地域限制，可以充分利用太阳能，通过优化光伏发电系统替代火电备用容量配置，使其替代效果达到最优，实现优化资源分配的目标，充分考虑电量不足期望值(eens)、发电成本，确定光伏作备用的容量优化配置。

41、本发明，以替代后综合效益为目标函数，以区域配电网的ieee-30系统为例，确定光伏发电系统替代火电机组的最优容量配置方案，提出的光伏系统替代火电机组方法当替代机组6时综合效益指标数值最小，即替代效果最好，对优化区域配电网资源的分配有重要意义。

技术特征：

1.一种光伏替代火电的区域配电网备用容量配置方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种光伏替代火电的区域配电网备用容量配置方法，其特征在于，所述eens基于区域配电网的ieee-30系统。

3.根据权利要求1所述的一种光伏替代火电的区域配电网备用容量配置方法，其特征在于，所述步骤一中的eens计算公式如下：

4.根据权利要求3所述的一种光伏替代火电的区域配电网备用容量配置方法，其特征在于，所述p(x)计算公式如下：

5.根据权利要求1所述的一种光伏替代火电的区域配电网备用容量配置方法，其特征在于，所述步骤二中的备用容量需求量设为计算公式如下：

6.根据权利要求5所述的一种光伏替代火电的区域配电网备用容量配置方法，其特征在于，所述电量不足期望值总的标准差具体公式为：

7.根据权利要求1所述的一种光伏替代火电的区域配电网备用容量配置方法，其特征在于，所述步骤三中的发电成本包括在光伏发电系统替代火电机组后，新系统的运行成本，具体包括光伏设备的购置成本、安装成本、维护成本、折旧成本，基于替代后发电成本计算结果计算替代后经济效益指标数值，所述替代后经济效益指标数值包括将光伏发电系统替代火电机组后，由未替代的火电机组提供所产生的发电耗煤费用。

8.根据权利要求7所述的一种光伏替代火电的区域配电网备用容量配置方法，其特征在于，所述替代后经济效益指标数值计算公式如下：

9.根据权利要求8所述的一种光伏替代火电的区域配电网备用容量配置方法，其特征在于，所述步骤四中的综合效益指标数值设为z，并构建替代后效果综合评价函数，具体如下：

10.根据权利要求9所述的一种光伏替代火电的区域配电网备用容量配置方法，其特征在于，还包括权重因子，该权重因子用于综合考虑光伏发电系统替代火电机组的备用容量需求量和发电成本，建立以综合指标z最小化为目标的函数，计算公式如下：

技术总结
本发明涉及区域配电网备用容量配置技术领域，具体涉及一种光伏替代火电的区域配电网备用容量配置方法，包括以下步骤：步骤一：收集火电机组输出功率、能源强迫停运率、装机容量、用户负荷等数据，计算EENS；步骤二：根据EENS计算出区域配电网水平年上的备用容量需求量；步骤三：计算出替代后发电成本；步骤四：比较光伏发电系统替代不同火电机组的综合效益指标数值，得出最优容量配置方案。本发明，通过优化光伏发电系统替代火电备用容量配置，使其替代效果达到最优，实现优化资源分配的目标，充分考虑电量不足期望值(EENS)、发电成本，确定光伏作备用的容量优化配置。

技术研发人员：郭玥,黄俣铭,刘艳茹,宋毅,韩雅萱,刘敦楠
受保护的技术使用者：国网经济技术研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15