本發(fā)明涉及電力模擬分析的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及面向風(fēng)電消納的電力系統(tǒng)調(diào)峰手段經(jīng)濟(jì)性評(píng)估方法與系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，風(fēng)力發(fā)電是系能源發(fā)電中技術(shù)最成熟、最具規(guī)?；_發(fā)條件和商業(yè)化發(fā)展前景的發(fā)電方式之一。隨著風(fēng)電在電源結(jié)構(gòu)中的比例不斷增大，其對(duì)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的影響日益顯著。部分地區(qū)風(fēng)電發(fā)展與系統(tǒng)安全運(yùn)行的矛盾日益顯現(xiàn)，棄風(fēng)現(xiàn)象不斷出現(xiàn)，風(fēng)電消納已經(jīng)成為影響中國(guó)風(fēng)電健康發(fā)展的關(guān)鍵問題。

由于電網(wǎng)的調(diào)峰能力不足，導(dǎo)致風(fēng)電消納受限，因此風(fēng)電利用水平較低，利用小時(shí)數(shù)較少。影響風(fēng)電消納的因素可以歸為以下兩個(gè)方面：

1)消納能力方面，決定一個(gè)地區(qū)風(fēng)電消納能力的只要因素包括系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力、電網(wǎng)輸電能力等。

2)消納水平方面，主要包括風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)性能、風(fēng)電調(diào)度水平等，是否采用相關(guān)電力系統(tǒng)調(diào)峰手段決定了在現(xiàn)有客觀條件下能否實(shí)現(xiàn)風(fēng)電最大化消納。

解決風(fēng)電消納的發(fā)展難題，需要從電源、電網(wǎng)、用戶等多個(gè)環(huán)節(jié)入手。目前提高電力系統(tǒng)風(fēng)電消納的調(diào)峰手段主要包括：一是新建風(fēng)電外送通道，擴(kuò)大風(fēng)電消納配置范圍；二是電源側(cè)加強(qiáng)調(diào)峰能力的建設(shè)，提高抽水蓄能、燃?xì)怆娬镜入娫幢壤蝗峭苿?dòng)常規(guī)電源機(jī)組調(diào)峰能力的改造；四是用戶側(cè)要增加靈活需求響應(yīng)，將具有可調(diào)節(jié)和可中斷的高載能負(fù)荷參與電網(wǎng)調(diào)控，增強(qiáng)風(fēng)電就地消納能力。

電力系統(tǒng)生產(chǎn)模擬是在未來的負(fù)荷曲線下，考慮電力負(fù)荷的隨機(jī)波動(dòng)和隨機(jī)停運(yùn)，利用計(jì)算機(jī)模擬電力系統(tǒng)的發(fā)電調(diào)度，預(yù)測(cè)各發(fā)電機(jī)組的發(fā)電量及燃料耗量，分析發(fā)電成本和評(píng)估系統(tǒng)的供電可靠性，從而計(jì)算出最優(yōu)運(yùn)行方式下各電廠的發(fā)電量、系統(tǒng)的生產(chǎn)成本及系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)的算法，它廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)電源和電網(wǎng)規(guī)劃以及可靠性評(píng)估等。

但目前尚沒有提出相關(guān)合適的指標(biāo)和方法來量化評(píng)估某種調(diào)峰手段對(duì)改善系統(tǒng)風(fēng)電消納的影響，也沒有提出具體的方法進(jìn)行分析。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出一種面向風(fēng)電消納的電力系統(tǒng)調(diào)峰手段經(jīng)濟(jì)性評(píng)估方法，基于經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)獲取最佳的調(diào)峰手段，提高系統(tǒng)風(fēng)電消納能力。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是提供了一種面向風(fēng)電消納的電力系統(tǒng)調(diào)峰手段經(jīng)濟(jì)性評(píng)估方法，包括以下步驟：

獲取特定地區(qū)的特定時(shí)間內(nèi)風(fēng)電機(jī)組的時(shí)序理論出力pf、常規(guī)電源機(jī)組的運(yùn)行特性和時(shí)序負(fù)荷需求pl；基于時(shí)序生產(chǎn)模擬分別獲取現(xiàn)狀電力系統(tǒng)下風(fēng)電場(chǎng)的棄風(fēng)量qb，獲取采用相應(yīng)的調(diào)峰手段mi場(chǎng)景下風(fēng)電場(chǎng)的棄風(fēng)量qmi，并確定相應(yīng)的棄風(fēng)減少量qb-qmi；構(gòu)建每種調(diào)峰手段mi對(duì)應(yīng)的成本模型cmi；構(gòu)建每種調(diào)峰手段mi的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)，即減少單位棄風(fēng)電量的單位調(diào)峰成本λi，λi＝cmi/(qb-qmi)；單位調(diào)峰成本λi數(shù)值最小的即為最佳調(diào)峰方案，其中i＝1,2,3...n。

在上述方法中，所述風(fēng)電機(jī)組的時(shí)序理論出力pf具體如下式：

式中，a表示該地區(qū)風(fēng)電場(chǎng)個(gè)數(shù)；b表示第g個(gè)風(fēng)電場(chǎng)中風(fēng)機(jī)的個(gè)數(shù)；phg表示該地區(qū)第g個(gè)風(fēng)電場(chǎng)中第hg臺(tái)風(fēng)機(jī)在該時(shí)刻風(fēng)速條件下的理論出力；

所述時(shí)序負(fù)荷需求pl具體如下式：

式中，是歷史負(fù)荷，kf是研究時(shí)段的預(yù)測(cè)的負(fù)荷峰值，kh是歷史負(fù)荷峰值。

在上述方法中，其特征在于，所述常規(guī)電源機(jī)組的運(yùn)行特性主要設(shè)有：

機(jī)組的最大可用出力pc,max、最小可用出力pc,min與機(jī)組爬坡率等特性參數(shù)；其中機(jī)組最大可用出力之和應(yīng)大于負(fù)荷和計(jì)劃外送電力之和的最大值，并留有一定正備用容量；

所述機(jī)組的最大可用出力pc,max具體如下式：

式中，i表示該地區(qū)常規(guī)電源機(jī)組的臺(tái)數(shù)，pci,max表示第i臺(tái)常規(guī)機(jī)組的最大可用技術(shù)出力，pl(t)表示t時(shí)刻該地區(qū)的負(fù)荷功率，pt,plan(t)表示t時(shí)刻聯(lián)絡(luò)線計(jì)劃外送功率，r+表示正備用容量。

在上述方法中，所述調(diào)峰手段mi包括：

新建風(fēng)電外送通道的系統(tǒng)調(diào)峰手段m1；新建調(diào)峰電源的系統(tǒng)調(diào)峰手段m2；提高常規(guī)電源機(jī)組調(diào)峰能力的系統(tǒng)調(diào)峰手段m3；靈活增加需求側(cè)資源的系統(tǒng)調(diào)峰手段m4；

所述相應(yīng)的調(diào)峰手段mi場(chǎng)景下風(fēng)電場(chǎng)的棄風(fēng)量qmi與相應(yīng)的棄風(fēng)減少量qb-qmi具體為

當(dāng)采用調(diào)峰手段m1時(shí)風(fēng)電場(chǎng)的棄風(fēng)量qm1，棄風(fēng)減少量為qb-qm1；

當(dāng)采用調(diào)峰手段m2時(shí)風(fēng)電場(chǎng)的棄風(fēng)量qm2，棄風(fēng)減少量為qb-qm2；

當(dāng)采用調(diào)峰手段m3時(shí)風(fēng)電場(chǎng)的棄風(fēng)量qm3，棄風(fēng)減少量為qb-qm3；

當(dāng)采用調(diào)峰手段m4時(shí)風(fēng)電場(chǎng)的棄風(fēng)量qm4，棄風(fēng)減少量為qb-qm4。

在上述方法中，所述每種調(diào)峰手段mi對(duì)應(yīng)的成本模型cmi具體如下式：

新建風(fēng)電外送通道的系統(tǒng)調(diào)峰手段m1的成本模型cm1為

式中，m表示新建線路每個(gè)環(huán)節(jié)長(zhǎng)度，sm表示每公里造價(jià)，其中m＝1,2,3....l；

新建調(diào)峰電源的系統(tǒng)調(diào)峰手段m2的成本模型cm2為

式中，pk表示新建調(diào)峰電源單臺(tái)容量，xc表示單位調(diào)峰機(jī)組投資，且t表示新建調(diào)峰電源機(jī)組中調(diào)峰電源機(jī)的臺(tái)數(shù)；

提高常規(guī)電源機(jī)組調(diào)峰能力的系統(tǒng)調(diào)峰手段m3的成本模型cm3為

式中，ng為常規(guī)機(jī)組臺(tái)數(shù)，表示常規(guī)機(jī)組j在t時(shí)段的啟停狀態(tài)變量，其中0表示停機(jī)狀態(tài)，1表示開機(jī)狀態(tài)，表示常規(guī)機(jī)組j在t時(shí)段的有功出力，αj、βj、γj為機(jī)組j的運(yùn)行成本參數(shù)，η0j、η1j、τj為機(jī)組j的啟停成本參數(shù)，τ為常規(guī)機(jī)組的停機(jī)時(shí)間；

靈活增加需求側(cè)資源的系統(tǒng)調(diào)峰手段m4的成本模型cm4為

式中，nh表示負(fù)荷的組數(shù)，λhy表示負(fù)荷y的單位調(diào)節(jié)成本，表示負(fù)荷y在t時(shí)段內(nèi)的投切狀態(tài)，其中0表示中斷運(yùn)行，1表示投入運(yùn)行，phy表示負(fù)荷y的單位投切容量。

在上述方法中，所述每種調(diào)峰手段mi的單位調(diào)峰成本λi具體如下：

新建風(fēng)電外送通道作為系統(tǒng)調(diào)峰手段m1的單位調(diào)峰成本λ1為

新建調(diào)峰電源作為系統(tǒng)調(diào)峰手段m2的單位調(diào)峰成本λ2為

提高常規(guī)電源機(jī)組調(diào)峰能力作為系統(tǒng)調(diào)峰手段m3的單位調(diào)峰成本λ3為

靈活增加需求側(cè)資源作為系統(tǒng)調(diào)峰手段m4的單位調(diào)峰成本λ4為

本發(fā)明還提供了面向風(fēng)電消納的電力系統(tǒng)調(diào)峰手段經(jīng)濟(jì)性評(píng)估系統(tǒng)，包括

參數(shù)獲取單元，用于獲取特定地區(qū)的特定時(shí)間內(nèi)風(fēng)電機(jī)組的時(shí)序理論出力pf、常規(guī)電源機(jī)組的運(yùn)行特性和時(shí)序負(fù)荷需求pl；

棄風(fēng)減少量獲取單元，與所述參數(shù)獲取單元連接，用于基于時(shí)序生產(chǎn)模擬分別獲取現(xiàn)狀電力系統(tǒng)下風(fēng)電場(chǎng)的棄風(fēng)量qb，獲取采用相應(yīng)的調(diào)峰手段mi場(chǎng)景下風(fēng)電場(chǎng)的棄風(fēng)量qmi，并確定相應(yīng)的棄風(fēng)減少量qb-qmi；

成本模型構(gòu)建單元，與所述調(diào)峰手段判斷單元連接，用于根據(jù)采取的相應(yīng)的調(diào)峰手段mi，分別構(gòu)建每種調(diào)峰手段mi對(duì)應(yīng)的成本模型cmi；

經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)單元，與所述成本模型構(gòu)建單元連接，用于根據(jù)獲得的棄風(fēng)減少量qb-qmi與各種調(diào)峰手段成本模型cmi確定相應(yīng)調(diào)峰手段的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)，即減少單位棄風(fēng)電量的調(diào)峰成本λi與最佳調(diào)峰方案；

輸出單元，與所述經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)單元連接。

在上述方案中，所述經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)模塊包括棄風(fēng)判斷模塊、棄風(fēng)量獲取模塊和棄風(fēng)減少量計(jì)算模塊；

所述棄風(fēng)判斷模塊用于時(shí)序生產(chǎn)模擬判斷風(fēng)電場(chǎng)電力系統(tǒng)調(diào)峰裕度的大小，判斷是否需要采取調(diào)峰手段；

所述棄風(fēng)量獲取模塊用于基于時(shí)序生產(chǎn)模擬分別獲取現(xiàn)狀電力系統(tǒng)下風(fēng)電場(chǎng)的棄風(fēng)量qb，獲取采用相應(yīng)調(diào)峰手段mi場(chǎng)景下風(fēng)電場(chǎng)的棄風(fēng)量qmi；

所述棄風(fēng)減少量計(jì)算模塊用于確定相應(yīng)的棄風(fēng)減少量qb-qmi。

在上述方案中，所述調(diào)峰手段mi包括：

新建風(fēng)電外送通道的系統(tǒng)調(diào)峰手段m1；新建調(diào)峰電源的系統(tǒng)調(diào)峰手段m2；提高常規(guī)電源機(jī)組調(diào)峰能力的系統(tǒng)調(diào)峰手段m3；靈活增加需求側(cè)資源的系統(tǒng)調(diào)峰手段m4。

本發(fā)明提供了一種面向風(fēng)電消納的電力系統(tǒng)調(diào)峰手段經(jīng)濟(jì)性評(píng)估方法與系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)基于時(shí)序生產(chǎn)模擬獲取每種調(diào)峰手段下風(fēng)電場(chǎng)棄風(fēng)電量，建立每種調(diào)峰手段成本模型，進(jìn)而構(gòu)建經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)量化評(píng)估不同調(diào)峰手段對(duì)改善系統(tǒng)風(fēng)電消納的效果，得到成本效益最佳的調(diào)峰手段，對(duì)電力系統(tǒng)適應(yīng)新能源高效消納，提高電網(wǎng)調(diào)峰能力具有較好的實(shí)際指導(dǎo)意義和應(yīng)用價(jià)值。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的方法流程圖；

圖2為本發(fā)明提供的方法具體實(shí)施流程圖；

圖3為本發(fā)明提供的系統(tǒng)示意框圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供了一種面向風(fēng)電消納的電力系統(tǒng)調(diào)峰手段經(jīng)濟(jì)性評(píng)估方法與系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)基于時(shí)序生產(chǎn)模擬獲取每種調(diào)峰手段下風(fēng)電場(chǎng)棄風(fēng)電量，建立每種調(diào)峰手段成本模型，進(jìn)而構(gòu)建經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)量化評(píng)估不同調(diào)峰手段對(duì)改善系統(tǒng)風(fēng)電消納的效果，得到成本效益最佳的調(diào)峰手段，對(duì)電力系統(tǒng)適應(yīng)新能源高效消納，提高電網(wǎng)調(diào)峰能力具有較好的實(shí)際指導(dǎo)意義和應(yīng)用價(jià)值。下面結(jié)合具體實(shí)施方式和說明書附圖對(duì)本發(fā)明做出詳細(xì)的說明。

如圖1所示，本發(fā)明提供了一種面向風(fēng)電消納的電力系統(tǒng)調(diào)峰手段經(jīng)濟(jì)性評(píng)估方法，包括以下步驟：

s1、獲取特定地區(qū)的特定時(shí)間內(nèi)風(fēng)電機(jī)組的時(shí)序理論出力pf、常規(guī)電源機(jī)組的運(yùn)行特性和時(shí)序負(fù)荷需求pl。

本實(shí)施例研究時(shí)間周期為某特定時(shí)間段，且選取某地區(qū)風(fēng)電機(jī)組、常規(guī)電源機(jī)組及負(fù)荷作為研究對(duì)象；上述風(fēng)電機(jī)組的時(shí)序理論出力pf,具體公式如下：

式中，a表示該地區(qū)風(fēng)電場(chǎng)個(gè)數(shù)；b表示第g個(gè)風(fēng)電場(chǎng)中風(fēng)機(jī)的個(gè)數(shù)；phg表示該地區(qū)第g個(gè)風(fēng)電場(chǎng)中第hg臺(tái)風(fēng)機(jī)在該時(shí)刻風(fēng)速條件下的理論出力。

時(shí)序負(fù)荷需求pl是基于該地區(qū)的對(duì)應(yīng)時(shí)間段的歷史時(shí)序負(fù)荷曲線以及研究時(shí)間段的預(yù)測(cè)的負(fù)荷峰值計(jì)算獲得，公式如下：

式中，是歷史負(fù)荷，kf是研究時(shí)段的預(yù)測(cè)的負(fù)荷峰值，kh是歷史負(fù)荷峰值。

電力系統(tǒng)中常規(guī)電源機(jī)組的運(yùn)行特性主要包括機(jī)組的最大可用出力pc,max、最小可用出力pc,min與機(jī)組爬坡率等特性參數(shù)；其中機(jī)組最大可用出力之和應(yīng)大于負(fù)荷和計(jì)劃外送電力之和的最大值，并留有一定正備用容量，且該特定地區(qū)常規(guī)電源機(jī)組的最大可用出力pc,max具體如下式：

式中，i表示該地區(qū)常規(guī)電源機(jī)組的臺(tái)數(shù)，pci,max表示第i臺(tái)常規(guī)機(jī)組的最大可用技術(shù)出力，pl(t)表示t時(shí)刻該地區(qū)的負(fù)荷功率，pt,plan(t)表示t時(shí)刻聯(lián)絡(luò)線計(jì)劃外送功率，r+表示正備用容量。

s2、基于時(shí)序生產(chǎn)模擬分別獲取現(xiàn)狀電力系統(tǒng)(既不采取任何調(diào)風(fēng)手段)下風(fēng)電場(chǎng)的棄風(fēng)量qb；獲取采用相應(yīng)調(diào)峰手段mi場(chǎng)景下風(fēng)電場(chǎng)的棄風(fēng)量qmi，并確定相應(yīng)的棄風(fēng)減少量qb-qmi，其中i＝1,2,3...n。

qb是風(fēng)電場(chǎng)的實(shí)際出力與風(fēng)電場(chǎng)時(shí)序理論出力的差值，風(fēng)電場(chǎng)的實(shí)際出力根據(jù)收集的電源、電網(wǎng)和負(fù)荷的數(shù)據(jù)，并通過時(shí)序生產(chǎn)模擬軟件仿真獲得。

時(shí)序生產(chǎn)模擬的核心是根據(jù)時(shí)序過程，通過對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)、新能源與負(fù)荷的建模，以小時(shí)為單位，模擬未來電力系統(tǒng)在長(zhǎng)時(shí)間范圍內(nèi)的實(shí)際調(diào)度運(yùn)行方式，輸出發(fā)電和電網(wǎng)系統(tǒng)的全面的運(yùn)行情況和性能指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)分析。若現(xiàn)狀電力系統(tǒng)需要通過風(fēng)電場(chǎng)棄風(fēng)來滿足系統(tǒng)供需平衡，即判斷電力系統(tǒng)調(diào)峰裕度psr＝pf,max+pc,max-pl,max的值，若psr<0,說明電源出力小于負(fù)荷需求，在常規(guī)機(jī)組正常運(yùn)行的情況下，可能會(huì)出現(xiàn)由于常規(guī)火電機(jī)組最小出力較大或者機(jī)組爬坡率較小導(dǎo)致的風(fēng)電棄風(fēng)現(xiàn)象，則應(yīng)采取調(diào)峰手段；其中，本實(shí)施例中主要的調(diào)峰手段包括：

新建風(fēng)電外送通道的系統(tǒng)調(diào)峰手段m1；通過新建風(fēng)電外送通道能夠盡可能避免由于電網(wǎng)輸送約束導(dǎo)致的棄風(fēng)現(xiàn)象。當(dāng)采用調(diào)峰手段m1時(shí)，基于時(shí)序生產(chǎn)模擬獲取該地區(qū)特定時(shí)間內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)的棄風(fēng)量為qm1。

新建調(diào)峰電源(如提高抽水蓄能，燃?xì)怆娬镜入娫吹谋壤?的系統(tǒng)調(diào)峰手段m2；要提高系統(tǒng)風(fēng)電消納能力，必須優(yōu)化電網(wǎng)電源結(jié)構(gòu)，增加調(diào)峰電源的容量，抽水蓄能電站是削峰填谷的最佳調(diào)峰電源，可顯著提高系統(tǒng)調(diào)峰容量，增加風(fēng)電消納能力。當(dāng)采用調(diào)峰手段m2時(shí)，基于時(shí)序生產(chǎn)模擬獲取該地區(qū)特定時(shí)間內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)的棄風(fēng)量為qm2。

提高常規(guī)電源機(jī)組調(diào)峰能力的系統(tǒng)調(diào)峰手段m3；對(duì)常規(guī)電源機(jī)組進(jìn)行靈活性改造，充分挖掘常規(guī)電源機(jī)組的深度調(diào)峰能力和功率快速調(diào)節(jié)技術(shù)；當(dāng)采用調(diào)峰手段m3時(shí)，基于時(shí)序生產(chǎn)模擬獲取該地區(qū)特定時(shí)間內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)的棄風(fēng)量為qm3。

靈活增加需求側(cè)資源的系統(tǒng)調(diào)峰手段m4；將具有可調(diào)節(jié)和可中斷的高載能負(fù)荷參與電網(wǎng)調(diào)控，彌補(bǔ)常規(guī)電源在調(diào)節(jié)大規(guī)模風(fēng)電上的不足，增強(qiáng)風(fēng)電就地消納能力；當(dāng)采用調(diào)峰手段m4時(shí)，基于時(shí)序生產(chǎn)模擬獲取該地區(qū)特定時(shí)間內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)的棄風(fēng)量為qm4。

因此，分別采用上述調(diào)峰手段m1、m2、m3和m4對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)峰后的風(fēng)電場(chǎng)棄風(fēng)量與未采用任何調(diào)峰手段的風(fēng)電場(chǎng)棄風(fēng)量相比分別減少了qb-qm1、qb-qm2、qb-qm3、與qb-qm4的棄風(fēng)減少量。

本實(shí)施例只討論上述四種調(diào)峰手段，但不限于上述四種。

s3、構(gòu)建每種調(diào)峰手段mi對(duì)應(yīng)的成本模型cmi，其中i＝1,2,3...n。

每種調(diào)峰手段的成本模型cmi具體包括公式：

若新建風(fēng)電外送通道作為系統(tǒng)調(diào)峰手段m1，則輸電線路每個(gè)環(huán)節(jié)單位造價(jià)要受到地質(zhì)及所選材料等因素的影響，假設(shè)新建線路每個(gè)環(huán)節(jié)長(zhǎng)度為mkm，且每公里造價(jià)為sm(m＝1,2,3....l)，則新建線路的建設(shè)成本模型用下式表示：

若新建調(diào)峰電源作為系統(tǒng)調(diào)峰手段m2，則假設(shè)新建調(diào)峰電源單臺(tái)容量為pk，單位調(diào)峰機(jī)組投資為xc，且新建調(diào)峰電源機(jī)組有t臺(tái)，則其成本模型用下式表示：

若提高常規(guī)電源機(jī)組調(diào)峰能力作為系統(tǒng)調(diào)峰手段m3，則對(duì)常規(guī)電源機(jī)組的調(diào)峰能力進(jìn)行改造，降低常規(guī)電源機(jī)組的最小技術(shù)出力比例，改造后常規(guī)電源機(jī)組的投資成本模型用下式表示：

式中，ng為常規(guī)機(jī)組臺(tái)數(shù)，表示常規(guī)機(jī)組j在t時(shí)段的啟停狀態(tài)變量，其中0表示停機(jī)狀態(tài)，1表示開機(jī)狀態(tài)，表示常規(guī)機(jī)組j在t時(shí)段的有功出力，αj、βj、γj為機(jī)組j的運(yùn)行成本參數(shù)，η0j、η1j、τj為機(jī)組j的啟停成本參數(shù)，τ為常規(guī)機(jī)組的停機(jī)時(shí)間。

若靈活增加需求側(cè)資源作為系統(tǒng)調(diào)峰手段m4，則將具有可調(diào)節(jié)負(fù)荷參與電網(wǎng)調(diào)控，彌補(bǔ)常規(guī)電源在調(diào)節(jié)大規(guī)模風(fēng)電上的不足，增強(qiáng)風(fēng)電就地消納能力，負(fù)荷功率的投切成本模型可用下式表示：

式中，nh為負(fù)荷的組數(shù)，λhy為負(fù)荷y的單位調(diào)節(jié)成本，為負(fù)荷y在t時(shí)段內(nèi)的投切狀態(tài)，其中0表示中斷運(yùn)行，1表示投入運(yùn)行，phy表示負(fù)荷y的單位投切容量。

s4、構(gòu)建每種調(diào)峰手段mi的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)，即減少單位棄風(fēng)電量的單位調(diào)峰成本λi，且單位調(diào)峰成本λi數(shù)值最小的即為最佳調(diào)峰方案λbest，其中，λi＝cmi/(qb-qmi)，λbest＝min{λ1，λ2，λ3……λi}。

根據(jù)上述步驟中的各種調(diào)峰手段成本模型cmi與獲得的棄風(fēng)減少量qb-qmi，可確定相應(yīng)調(diào)峰手段mi的單位調(diào)峰成本λi，具體如下：

新建風(fēng)電外送通道作為系統(tǒng)調(diào)峰手段m1的單位調(diào)峰成本λ1為

新建調(diào)峰電源作為系統(tǒng)調(diào)峰手段m2的單位調(diào)峰成本λ2為

提高常規(guī)電源機(jī)組調(diào)峰能力作為系統(tǒng)調(diào)峰手段m3的單位調(diào)峰成本λ3為

靈活增加需求側(cè)資源作為系統(tǒng)調(diào)峰手段m4的單位調(diào)峰成本λ4為

且將上述經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)λi進(jìn)行比較，數(shù)值最小的即為最佳調(diào)峰方案λbest，具體為

λbest＝min{λ1,λ2,λ3,λ4}

下面說明本實(shí)施例的具體實(shí)施步驟，如圖2所示，包括以下步驟：

s11、獲取特定地區(qū)的特定時(shí)間內(nèi)風(fēng)電機(jī)組的時(shí)序理論出力pf、常規(guī)電源機(jī)組的運(yùn)行特性和時(shí)序負(fù)荷需求pl。

s12、根據(jù)時(shí)序生產(chǎn)模擬判斷風(fēng)電場(chǎng)是否發(fā)生棄風(fēng)，若是則轉(zhuǎn)s13，否則轉(zhuǎn)s20。

s13、確定采取相應(yīng)調(diào)峰手段mi對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)峰。

s14、分別獲取現(xiàn)狀電力系統(tǒng)風(fēng)電場(chǎng)的棄風(fēng)量qb和采用相應(yīng)調(diào)峰手段mi場(chǎng)景下風(fēng)電場(chǎng)的棄風(fēng)量qmi。

s15、qb與qmi相比較，獲得相應(yīng)調(diào)峰手段下的棄風(fēng)減少量qb-qmi。

s16、確定相應(yīng)調(diào)峰手段mi下的cmi。

s17、根據(jù)棄風(fēng)減少量qb-qmi與cmi，獲取相應(yīng)調(diào)峰手段mi下的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)，即減少單位棄風(fēng)電量的單位調(diào)峰成本λi。

s18、根據(jù)獲得的多個(gè)λi，確定最小的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)λbest，λi值最小的調(diào)峰手段為最優(yōu)調(diào)峰方案，即λbest＝min{λ1，λ2，λ3……λi}。

s19、取最優(yōu)的調(diào)峰方案為電力系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)峰，使電力系統(tǒng)供需平衡。

s20、結(jié)束

本實(shí)施例基于時(shí)序生產(chǎn)模擬獲取每種調(diào)峰手段下風(fēng)電場(chǎng)棄風(fēng)電量，建立每種調(diào)峰手段成本模型，進(jìn)而構(gòu)建經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)量化評(píng)估不同調(diào)峰手段對(duì)改善系統(tǒng)風(fēng)電消納的效果，得到成本效益最佳的調(diào)峰手段，對(duì)電力系統(tǒng)適應(yīng)新能源高效消納，提高電網(wǎng)調(diào)峰能力具有較好的實(shí)際指導(dǎo)意義和應(yīng)用價(jià)值。

本發(fā)明還提供了一種面向風(fēng)電消納的電力系統(tǒng)調(diào)峰手段經(jīng)濟(jì)性評(píng)估系統(tǒng)，如圖3所示，包括參數(shù)獲取單元1、與參數(shù)獲取單元1連接的調(diào)峰手段判斷單元2、與調(diào)峰手段判斷單元2連接的成本模型構(gòu)建單元3、與成本模型構(gòu)建單元3連接的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)單元4以及輸出單元5。

參數(shù)獲取單元1用于獲取特定地區(qū)的特定時(shí)間內(nèi)風(fēng)電機(jī)組的時(shí)序理論出力pf、常規(guī)電源機(jī)組的運(yùn)行特性和時(shí)序負(fù)荷需求pl，其中

風(fēng)電機(jī)組的時(shí)序理論出力pf,具體公式如下：

式中，a表示該地區(qū)風(fēng)電場(chǎng)個(gè)數(shù)；b表示第g個(gè)風(fēng)電場(chǎng)中風(fēng)機(jī)的個(gè)數(shù)；phg表示該地區(qū)第g個(gè)風(fēng)電場(chǎng)中第hg臺(tái)風(fēng)機(jī)在該時(shí)刻風(fēng)速條件下的理論出力。

電力系統(tǒng)中常規(guī)電源機(jī)組的運(yùn)行特性主要包括機(jī)組的最大可用出力pc,max、最小可用出力pc,min與機(jī)組爬坡率等特性參數(shù)；其中機(jī)組最大可用出力之和應(yīng)大于負(fù)荷和計(jì)劃外送電力之和的最大值，并留有一定正備用容量，且該特定地區(qū)常規(guī)電源機(jī)組的最大可用出力pc,max具體如下式：

式中，i表示該地區(qū)常規(guī)電源機(jī)組的臺(tái)數(shù)，pci,max表示第i臺(tái)常規(guī)機(jī)組的最大可用技術(shù)出力，pl(t)表示t時(shí)刻該地區(qū)的負(fù)荷功率，pt,plan(t)表示t時(shí)刻聯(lián)絡(luò)線計(jì)劃外送功率，r+表示正備用容量。

棄風(fēng)減少量獲取單元2，用于基于時(shí)序生產(chǎn)模擬分別獲取現(xiàn)狀電力系統(tǒng)下風(fēng)電場(chǎng)的棄風(fēng)量qb，獲取采用相應(yīng)的調(diào)峰手段mi場(chǎng)景下風(fēng)電場(chǎng)的棄風(fēng)量qmi，并確定相應(yīng)的棄風(fēng)減少量qb-qmi；

棄風(fēng)減少量獲取單元2包括棄風(fēng)判斷模塊21、棄風(fēng)量獲取模塊22和棄風(fēng)減少量計(jì)算模塊23。

棄風(fēng)判斷模塊21用于時(shí)序生產(chǎn)模擬判斷風(fēng)電場(chǎng)電力系統(tǒng)調(diào)峰裕度的大小，判斷是否需要采取調(diào)峰手段；若調(diào)峰裕度<0，則說明需要采取調(diào)峰手段來適當(dāng)減少棄風(fēng)量，提高該地區(qū)風(fēng)電消納能力，并將判斷結(jié)果反饋至棄風(fēng)量獲取模塊22；若調(diào)峰裕度≥0，說明沒有棄風(fēng)，不需要進(jìn)行調(diào)峰。

時(shí)序生產(chǎn)模擬的核心是根據(jù)時(shí)序過程，通過對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)、新能源與負(fù)荷的建模，以小時(shí)為單位，模擬未來電力系統(tǒng)在長(zhǎng)時(shí)間范圍內(nèi)的實(shí)際調(diào)度運(yùn)行方式，輸出發(fā)電和電網(wǎng)系統(tǒng)的全面的運(yùn)行情況和性能指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)分析。若現(xiàn)狀電力系統(tǒng)需要通過風(fēng)電場(chǎng)棄風(fēng)來滿足系統(tǒng)供需平衡，即判斷電力系統(tǒng)調(diào)峰裕度psr＝pf,max+pc,max-pl,max的值。

棄風(fēng)量獲取模塊22基于時(shí)序生產(chǎn)模擬分別獲取現(xiàn)狀電力系統(tǒng)(既不采取任何調(diào)風(fēng)手段)下風(fēng)電場(chǎng)的棄風(fēng)量qb，獲取采用相應(yīng)調(diào)峰手段mi場(chǎng)景下風(fēng)電場(chǎng)的棄風(fēng)量qmi，其中i＝1,2,3...n。

本實(shí)施例中主要的調(diào)峰手段包括：

新建風(fēng)電外送通道作為系統(tǒng)調(diào)峰手段m1；通過新建風(fēng)電外送通道能夠盡可能避免由于電網(wǎng)輸送約束導(dǎo)致的棄風(fēng)現(xiàn)象，采用調(diào)峰手段m1，基于時(shí)序生產(chǎn)模擬獲取該地區(qū)特定時(shí)間內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)的棄風(fēng)電量為qm1。

新建調(diào)峰電源(如提高抽水蓄能，燃?xì)怆娬镜入娫吹谋壤?作為系統(tǒng)調(diào)峰手段m2；要提高系統(tǒng)風(fēng)電消納能力，必須優(yōu)化電網(wǎng)電源結(jié)構(gòu)，增加調(diào)峰電源的容量，抽水蓄能電站是削峰填谷的最佳調(diào)峰電源，可顯著提高系統(tǒng)調(diào)峰容量，增加風(fēng)電消納能力。采用調(diào)峰手段m2，基于時(shí)序生產(chǎn)模擬獲取該地區(qū)特定時(shí)間內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)的棄風(fēng)電量為qm2。

提高常規(guī)電源機(jī)組調(diào)峰能力作為系統(tǒng)調(diào)峰手段m3；對(duì)常規(guī)電源機(jī)組進(jìn)行靈活性改造，充分挖掘常規(guī)電源機(jī)組的深度調(diào)峰能力和功率快速調(diào)節(jié)技術(shù)；采用調(diào)峰手段m3，基于時(shí)序生產(chǎn)模擬獲取該地區(qū)特定時(shí)間內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)的棄風(fēng)電量為qm3。

靈活增加需求側(cè)資源作為系統(tǒng)調(diào)峰手段m4；將具有可調(diào)節(jié)和可中斷的高載能負(fù)荷參與電網(wǎng)調(diào)控，彌補(bǔ)常規(guī)電源在調(diào)節(jié)大規(guī)模風(fēng)電上的不足，增強(qiáng)風(fēng)電就地消納能力；采用調(diào)峰手段m4，基于時(shí)序生產(chǎn)模擬獲取該地區(qū)特定時(shí)間內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)的棄風(fēng)電量為qm4。

棄風(fēng)減少量計(jì)算模塊23根據(jù)棄風(fēng)量獲取模塊22獲取的qb與qmi確定相應(yīng)的棄風(fēng)減少量qb-qmi。

根據(jù)上述采用的四種調(diào)峰手段m1、m2、m3和m4對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)峰后的風(fēng)電場(chǎng)棄風(fēng)量與未采用任何調(diào)峰手段的風(fēng)電場(chǎng)棄風(fēng)量相比分別減少了qb-qm1、qb-qm2、qb-qm3、與qb-qm4的棄風(fēng)減少量。

成本模型構(gòu)建單元3用于根據(jù)棄風(fēng)減少量獲取單元2采取相應(yīng)的調(diào)峰手段mi，分別構(gòu)建每種調(diào)峰手段mi對(duì)應(yīng)的成本模型cmi。

每種調(diào)峰手段的成本模型cmi具體為：

若新建風(fēng)電外送通道作為系統(tǒng)調(diào)峰手段m1，則輸電線路每個(gè)環(huán)節(jié)單位造價(jià)要受到地質(zhì)及所選材料等因素的影響，假設(shè)新建線路每個(gè)環(huán)節(jié)長(zhǎng)度為mkm，且每公里造價(jià)為sm(m＝1,2,3....l)，則新建線路的建設(shè)成本模型用下式表示：

若新建調(diào)峰電源作為系統(tǒng)調(diào)峰手段m2，則假設(shè)新建調(diào)峰電源單臺(tái)容量為pk，單位調(diào)峰機(jī)組投資為xc，且新建調(diào)峰電源機(jī)組有t臺(tái)，則其成本模型用下式表示：

若提高常規(guī)電源機(jī)組調(diào)峰能力作為系統(tǒng)調(diào)峰手段m3，則對(duì)常規(guī)電源機(jī)組的調(diào)峰能力進(jìn)行改造，降低常規(guī)電源機(jī)組的最小技術(shù)出力比例，改造后常規(guī)電源機(jī)組的投資成本模型用下式表示：

若靈活增加需求側(cè)資源作為系統(tǒng)調(diào)峰手段m4，則將具有可調(diào)節(jié)負(fù)荷參與電網(wǎng)調(diào)控，彌補(bǔ)常規(guī)電源在調(diào)節(jié)大規(guī)模風(fēng)電上的不足，增強(qiáng)風(fēng)電就地消納能力，負(fù)荷功率的投切成本模型可用下式表示：

式中，nh為負(fù)荷的組數(shù)，λhy為負(fù)荷y的單位調(diào)節(jié)成本，為負(fù)荷y在t時(shí)段內(nèi)的投切狀態(tài)，其中0表示中斷運(yùn)行，1表示投入運(yùn)行，phy表示負(fù)荷y的單位投切容量。

經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)單元4用于根據(jù)棄風(fēng)減少量獲取單元2獲得的棄風(fēng)減少量qb-qmi與成本模型構(gòu)建單元3獲得的各種調(diào)峰手段成本模型cmi確定相應(yīng)調(diào)峰手段的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)，即減少單位棄風(fēng)電量的調(diào)峰成本λi與最佳調(diào)峰方案，并將最佳調(diào)峰方案發(fā)送至輸出單元5。單位調(diào)峰成本λi中值最小的調(diào)峰手段為最佳調(diào)峰方案；其中λi＝cmi/(qb-qmi)；λbest＝min{λ1，λ2，λ3……λi}。

每種調(diào)峰手段下的單位調(diào)峰成本具體為：

新建風(fēng)電外送通道作為系統(tǒng)調(diào)峰手段m1的單位調(diào)峰成本λ1為

新建調(diào)峰電源作為系統(tǒng)調(diào)峰手段m2的單位調(diào)峰成本λ2為

提高常規(guī)電源機(jī)組調(diào)峰能力作為系統(tǒng)調(diào)峰手段m3的單位調(diào)峰成本λ3為

靈活增加需求側(cè)資源作為系統(tǒng)調(diào)峰手段m4的單位調(diào)峰成本λ4為

且將上述單位調(diào)峰成本λi進(jìn)行比較，數(shù)值最小的即為最佳調(diào)峰方案λbest，具體為

λbest＝min{λ1,λ2,λ3,λ4}

輸出單元5用于向電力系統(tǒng)輸出最優(yōu)調(diào)峰方案，電力系統(tǒng)根據(jù)最優(yōu)調(diào)峰方案進(jìn)行調(diào)峰，使系統(tǒng)電力供需平衡。

本發(fā)明不局限于上述最佳實(shí)施方式，任何人應(yīng)該得知在本發(fā)明的啟示下作出的結(jié)構(gòu)變化，凡是與本發(fā)明具有相同或相近的技術(shù)方案，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。