融合源荷储资源的两阶段深度调峰方法

[技术领域]

本发明涉及融合源荷储资源的两阶段深度调峰方法。

[背景技术]

随着新能源消纳比例的增长，由于如风电等新能源出力的可调节性较差，我国不少地区出现低谷负荷时期发电侧必开功率大于负荷，电力供需难以平衡的问题。对此，传统的做法是让煤机运行于最小技术出力以下，即以深度调峰方式运行。此方式会加大能耗，缩短机组寿命。让荷储资源参与深度调峰，在负荷低谷时段通过储能或上调柔性负荷，有助于降低深度调峰的能耗。

然而，在融入荷储资源后，深度调峰涉及到传统煤机与荷储资源运行方式的协调优化，每台煤机在每一时段有常规调峰和3～4档深度调峰状态，荷储资源在每时段又可能有上调/下调或充电/放电等状态，这使得优化模型中的决策变量大大增加。现有的直接构建融入源荷储的深度调峰模型，该模型或是过于庞大而难以高效求解，或者只能减少参与深度调峰的市场成员数或者减少出清时段数，以减少决策变量数，不符合一个源荷储资源达到300个以上的省级电力市场的需求。

[发明内容]

本发明克服了现有技术的不足，提供了融合源荷储资源的两阶段深度调峰方法，通过将问题合理分解，求取深度调峰容量需求，进而针对深度调峰期构建源荷储调峰模型，简化优化问题的求解。

为实现上述目的，本发明采用了下列技术方案：

融合源荷储资源的两阶段深度调峰方法，其特征在于：包括有确定启动的煤机和目标日深度调峰容量需求的第一阶段，以及针对深度调峰期构建源荷储深度调峰模型以获得源荷储资源协调的深度调峰方案的第二阶段；

第一阶段包括有

S1、求取竞争市场在目标日的负荷曲线；

S2、确定目标日24小时运行煤机集合；

S3、确定目标日深度调峰时段集；

S4、计算深度调峰容量需求；

第二阶段包括有

S5、对深度调峰期且对发电侧资源仅计入24小时运行煤机，构建并求解融入源荷储的深度调峰模型，获得源荷储协同实施深度调峰的最佳方案。

如上所述的融合源荷储资源的两阶段深度调峰方法，其特征在于：S1中

设订省级电力市场目标日原始负荷曲线为L(t)，t＝1,…,n

L

其中，L

如上所述的融合源荷储资源的两阶段深度调峰方法，其特征在于：S2包括有

S21、从目标日竞争性负荷时序曲线L

S22、确定24h开机机组集合，以L

如上所述的融合源荷储资源的两阶段深度调峰方法，其特征在于：S3中

求取

如上所述的融合源荷储资源的两阶段深度调峰方法，其特征在于：S4中

对

如上所述的融合源荷储资源的两阶段深度调峰方法，其特征在于：S5中

对深度调峰容量时段，构建如下的源荷储融合的深度调峰模型

上式中，第一行为煤机运行成本，煤机i基于报价的深度调峰成本函数的计算方式是

其中，

目标函数公式(3)中第二行第一项表示调用需求侧可调节负荷的成本，其中，

目标函数公式(3)中第二行第二项表示调用储能电站实施深度调峰的成本，其中，

如上所述的融合源荷储资源的两阶段深度调峰方法，其特征在于：该深度调峰方法还设置有功率平衡约束，功率平衡约束包括有

深度调峰期间各时段，煤机出力下调量加上荷储资源用电负荷上调量，应等于相应时段的深度调峰需求容量，即

如上所述的融合源荷储资源的两阶段深度调峰方法，其特征在于：该深度调峰方法还设置有煤机约束，煤机约束包括有煤机深度调峰状态下的出力约束、煤机调峰爬坡率约束和煤机运行状态约束，

煤机深度调峰状态下的出力约束包括有

煤机处于某档深度调峰状态时，其出力应在该档申报的出力区间内，即

煤机调峰爬坡率约束包括有

式中，

煤机运行状态约束包括有

同一时段、同一煤机只能处于一种深度调峰状态下，即

且

如上所述的融合源荷储资源的两阶段深度调峰方法，其特征在于：该深度调峰方法还设置有聚合负荷的可调节容量约束，聚合负荷的可调节容量约束包括有

聚合负荷的上调受最大上调容量的限制，即

式中，

如上所述的融合源荷储资源的两阶段深度调峰方法，其特征在于：该深度调峰方法还设置有独立储能电站的调节容量约束，独立储能电站的调节容量约束包括有充电功率约束、荷电量约束和充电状态约束，

充电功率约束包括有

独立储能电站在t时段的充电功率应当在其额定充电功率的范围内，即

式中，

荷电量约束包括有

受电池容量和各时段基础放电负荷的约束，各时段荷电量应当不小于相应的基础放电负荷所需电量，同时不超过电池容量，即

其中

式中，E

充电状态约束包括有

本发明的有益效果是：

1、本发明能在深度调峰问题中融入荷储资源，降低能耗；

2、本发明通过将问题分解为两阶段，在第一阶段求取深度调峰容量需求和目标日加载的煤机集合，进而在第二阶段仅针对深度调峰期构建调峰模型，在发电侧资源中仅需计入目标日24h加载的煤机，对这些煤机仅需考虑深度调峰运行状态，从而减少融入荷储资源后深度调峰模型的决策变量数，使得模型适用于省级电力市场，并能快速求解。

[附图说明]

图1为本发明流程图。

[具体实施方式]

下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后…)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本发明中涉及“优选”、“次优选”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“优选”、“次优选”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

如图1所示，融合源荷储资源的两阶段深度调峰方法，包括有确定启动的煤机和目标日深度调峰容量需求的第一阶段，以及求取规模较小且仅针对深度调峰期的源荷储深度调峰模型的第二阶段；

第一阶段包括有

S1、求取竞争市场在目标日的负荷曲线；

具体地，设定省级电力市场目标日原始负荷曲线为L(t)，t＝1,…,n

L

其中，L

S2、确定目标日24小时运行煤机集合；具体包括有

S21、从目标日竞争性负荷时序曲线L

S22、确定24h开机机组集合。由于综合启动成本后，从经济上考虑，连续开机/停机时间达到8小时及其以上的煤机通常不会在一日内启停，故以L

S3、确定目标日深度调峰时段集；

具体地，求取

S4、计算深度调峰容量需求；

具体地，对

第二阶段包括有

S5、对深度调峰期且对发电侧资源仅计入24小时运行煤机，构建并求解融入源荷储的深度调峰模型，获得源荷储协同实施深度调峰的最佳方案；

具体地，针对深度调峰容量时段，构建如下的源荷储融合的深度调峰模型

上式中，第一行为煤机运行成本。由于仅针对深度调峰时段，故只需考虑煤机运行于深度调峰状态，无需考虑其运行于常规调峰状态，减少了煤机的状态数。煤机运行于深度调峰时，可考虑3～4个出力档位。以四个档位为例，煤机i的深度调峰成本函数(基于报价)的具体计算方式是

其中，

目标函数公式(3)中第二行第一项表示调用需求侧可调节负荷的成本。其中，

目标函数公式(3)中第二行第二项表示调用储能电站实施深度调峰的成本。其中，

本案还设置有约束条件，约束条件包括有功率平衡约束、煤机约束、聚合负荷的可调节容量约束和独立储能电站的调节容量约束。

具体地，功率平衡约束包括有

深度调峰期间各时段，煤机出力下调量加上荷储资源用电负荷上调量，应等于相应时段的深度调峰需求容量，即

具体地，煤机约束包括有煤机深度调峰状态下的出力约束、煤机调峰爬坡率约束和煤机运行状态约束。

煤机深度调峰状态下的出力约束包括有

煤机处于某档深度调峰状态时，其出力应在该档申报的出力区间内，即

煤机调峰爬坡率约束包括有

式中，

煤机运行状态约束包括有

同一时段、同一煤机只能处于一种深度调峰状态下，即

且

具体地，聚合负荷的可调节容量约束包括有

聚合负荷的上调受最大上调容量的限制，即

式中，

具体地，独立储能电站的调节容量约束包括有充电功率约束、荷电量约束和充电状态约束。

充电功率约束包括有

独立储能电站在t时段的充电功率应当在其额定充电功率的范围内，即

式中，

荷电量约束包括有

受电池容量和各时段基础放电负荷的约束，各时段荷电量应当不小于相应的基础放电负荷所需电量，同时不超过电池容量，即

其中

式中，E

充电状态约束包括有

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。