一种适应新型电力系统的多时间尺度电源配置方法与流程

本发明属于电源配置，特别是涉及一种适应新型电力系统的多时间尺度电源配置方法。

背景技术：

1、高效开展电源配置是新型电力系统研究的重要内容，目前已有的电源配置方法主要聚焦于对给定规划水平年的电源配置，而针对长时间尺度的电源配置方法又缺乏对系统消纳能力的考虑。

2、鉴于此，提出一种适应新型电力系统的多时间尺度电源配置方法。

技术实现思路

1、针对以上技术问题，本发明提供一种适应新型电力系统的多时间尺度电源配置方法。

2、本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

3、一种适应新型电力系统的多时间尺度电源配置方法，所述方法包括以下步骤：

4、s100：获取规划区域现有电源装机及外电情况、起始年每台煤电机组投产时间及装机、各类电源可开发量上限；获取规划年份区间逐年最大负荷、用电量、已明确电源逐年装机与发电小时数；获取规划年份区间内负荷时序序列、风电、光伏、生物质、水电、核电预测出力时序序列；

5、s200：生成煤电序列：设置煤电峰值装机、煤电机组服役时间、煤电发展思路，根据场景设置思路，形成煤电退役序列、投产序列和装机序列；

6、s300：通过电量平衡与煤电发电小时数约束生成外电需求：计算已明确电源逐年发电量，考虑上年外电送入电量后，剩余电量缺口由煤电承担，若当年煤电发电小时数超上限值，则引入一条新外电，从而形成外电规模序列与外电送入电量序列；

7、s400：通过电力平衡约束生成抽水蓄能与新型储能需求：设置各类电源出力系数，其中抽蓄与新型储能按照逐年装机总量与配置时长的不同取对应效率系数；设置逐年备用率与削峰率，并基于上述出力系数与效率系数计算逐年电力盈亏情况，若出现电力缺口，按需新增抽蓄，若抽蓄装机量已达可开发上限，则按需新增新型储能；

8、s500：通过消纳水平约束修正电源装机：将所得电源装机输入至电力时序仿真模型，若计算所得弃风弃光率大于限值，则新增抽蓄与新型储能装机，直至满足弃风弃光率限值；将修正抽蓄与新型储能装机后对应的弃风率和弃光率作为参考，修正逐年风电、光伏发电小时数，重复迭代s200-s400，直至外电规模系列不发生变化，所形成的逐年电源组合方案即为配置结果。

9、优选地，s200包括：

10、s210：设置煤电峰值装机为、大型煤电机组服役年限、小型煤电机组服役年限，根据所设服役年限计算逐台机组退役时间，进而形成煤电退役序列；

11、s220：设置煤电发展模式，若选择煤电装机恒定模式，当煤电装机量低于煤电峰值装机时，则新投产百万煤电机组，当年投产煤电装机采用公式表达，具体如下：

12、（1）

13、式中，为第n年投产煤电装机，rounddown为向下取整函数，为第n-1年煤电装机，为第n年到期需退役煤电装机；

14、若选择煤电退而不补模式，则令每年新投产煤电装机为零，结合煤电退役序列和投产序列，形成煤电装机序列，具体如下：

15、（2）

16、式中，为第n年煤电装机。

17、优选地，s300包括：

18、s310：计算已明确电源逐年发电量，包括风电、光伏、生物质、水电、气电、核电，并将抽蓄及新型储能充放电过程中损耗的电量计入用电量中，考虑上年外电送入电量后，剩余电量缺口由煤电承担计算逐年除煤电外所需电量，煤电发电量计算方法具体如下：

19、（3）

20、式中，为第n年煤电发电量，为第n年规划区域负荷用电量，、、、、、、、分别为第n年光伏、风电、生物质、水电、气电、核电、抽蓄、新型储能装机，、、、、、分别为第n年光伏、风电、生物质、水电、气电、核电的发电小时数，、分别为抽蓄、新型储能装机充放电损耗折合小时数，为外电上年送入电量；

21、s320：根据煤电发电量计算煤电发电小时数，具体如下：

22、（4）

23、式中，为第n年煤电发电小时数；

24、s330：设置煤电发电小时数上限，若，则新增一条外电，外电规模序列与外电电量序列具体如下：

25、（5）

26、（6）

27、式中，、分别为第n年、第n-1年外电规模，为第n年新增外电规模，、分别为第n年、第n-1年外电送入电量，为第n年新增外电送入电量。

28、优选地，s400包括：

29、s410：确定各类电源大负荷方式出力系数：提取逐年大负荷方式下风电、光伏、水电、生物质预测出力时序序列，并从小到大排序，按照95%置信区间原则取逐年大负荷方式风电出力系数、光伏出力系数、水电出力系数、生物质出力系数；大负荷方式下煤电出力系数、气电出力系数、核电出力系数均取1.0；大负荷方式下外电出力系数根据送端电源配置情况取值；

30、s420：定义储能大负荷方式下对电力系统的支撑能力为储能容量效益综合储能装机和等效配置小时数，确定抽蓄容量效益系数和新型储能容量效益系数；

31、s430：计算逐年电力盈亏具体如下：

32、（7）

33、式中，为第n年电力盈亏结果，若该值为正则表示电力盈余，反之电力亏缺；为第n年规划区域最大负荷，、分别为系统备用率和负荷削峰率；

34、s440：当时，当年抽蓄投产装机计算方法具体如下 ：

35、（8）

36、式中，为第n年新投产抽蓄装机；、分别第n-1年抽蓄装机和抽蓄容量效益系数；为规划区域抽蓄开发上限，为典型抽蓄机组单台容量；roundup为向上取整函数，min为最小值函数；

37、s450：当且，即抽蓄开发规模已达上限，当年新型储能投产装机计算具体如下：

38、（9）

39、式中，为第n年新投产新型储能装机；为第n-1年新型储能效益系数；为典型新型储能机组单机容量；

40、s460：根据s410～s450计算结果生成抽蓄装机序列和等效配置小时数具体如下：

41、（10）

42、式中，、分别为第n年、第n-1年的抽蓄等效配置小时数，为第n年新投产抽蓄的配置小时数；

43、s470：根据s410～s450计算结果生成新型装机序列和等效配置小时数具体如下：

44、（11）

45、式中，、分别为第n年、第n-1年的新型储能等效配置小时数，为第n年新投产新型储能的配置小时数。

46、优选地，s500包括：

47、s510：根据s100～s400形成了电力电量平衡约束和资源开发上限约束下的各类电源装机序列，将各类电源装机序列和s10中获取的规划年份区间内预测负荷时序序列、风电、光伏、生物质、水电、核电预测出力时序序列，输入至8760电力时序仿真软件中，可计算得逐年弃风率和弃光率；

48、s520：设定弃风率上限和弃光率上限，根据逐年弃风率和弃光率与弃风率上限和弃光率上限之间的关系，对抽蓄和新型储能装机进行修正；

49、s530：将s510所生成的逐年弃风率和弃光率作为参考，修正逐年风电、光伏发电小时数具体如下：

50、（12）

51、式中，、为第i+1次和第i次迭代计算中的第n年光伏发电小时数；、为第i+1次和第i次迭代计算中的第n年风电发电小时数；和为第i-1次迭代计算中第n年弃光率和弃风率；

52、s540：s100中所获取的各类电源发电小时数作为第1次迭代值，执行s210～s530后对第i次迭代计算中的风电、光伏发电小时数进行修正形成第i+1次迭代所需风电、光伏发电小时数；采用第i+1次迭代所用发电小时数重复s200～s300，生成第i+1次迭代计算值中的外电规模序列，判断发电小时数修正是否影响外电规模序列，若在本次迭代中未改变外电投产时序，则迭代终止，最终形成各类电源装机序列即为配置结果。

53、优选地，s520包括：

54、若或，判断抽水蓄能是否达到资源开发上限，若否，则新增抽水蓄能装机，若是，则新增新型储能装机，并返回s510；

55、若且，输出修正后的第n年抽水蓄能装机、新型储能装机、弃风率以及弃光率。

56、优选地，s540还包括：

57、若在本次迭代中，发电小时数修正改变了外电投产时序，则返回执行s210～s530进行下一次迭代，直至在当前次迭代中未改变外电投产时序，则迭代终止，最终形成各类电源装机序列即为配置结果。

58、上述一种适应新型电力系统的多时间尺度电源配置方法，通过设置煤电发展路径形成煤电装机序列，通过电量平衡与煤电发电小时数约束生成外电规模序列，通过电力平衡约束生成抽蓄与新型储能规模序列，并将计算所得电源装机组合输入至8760电力时序仿真模型，通过消纳水平约束对电源配置结果进行修正。相比传统方法，本发明融合了长时间尺度与小时级时间尺度的电源配置方法，所述方法可同时满足系统电力支撑、煤电转型、新能源消纳等需求，对新型电力系统电源规划具有较大指导意义。