一种利用光热电站促进风电消纳的优化调度方法
专利汇可以提供一种利用光热电站促进风电消纳的优化调度方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种利用光热电站促进 风 电消纳的优化调度方法，首先根据一种含有蓄热系统和电加热装置的光热-风电系统结构，与风 电场 联合并网运行；然后以系统综合成本最低为目标函数，通过详细构造光热电站的数学模型，利用蓄热系统的可调度性、电加热装置的消纳能 力 和光 热机 组良好的调节特性，建立光热-风电优化模型；最后在不增加系统成本的前提下，利用该模型对电力系统进行优化调度。本发明提供的技术方法能够提高系统的调节能力，促进风电消纳，同时减少风电功率爬坡事件的发生，提高了电力系统的安全 稳定性 与运行经济性。，下面是一种利用光热电站促进风电消纳的优化调度方法专利的具体信息内容。
1.一种利用光热电站促进风电消纳的优化调度方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)根据一种光热电站的系统结构，建立光热电站简化的数学模型；
2)判断是否发生风电功率爬坡事件；
3)以光热-风电系统结构作为理论基础，建立光热-风电优化模型，以模型优化结果作为促进风电消纳的优化调度方法。
2.根据权利要求1所述的利用光热电站促进风电消纳的优化调度方法，其特征在于，所述步骤1)中，光热电站的系统结构主要包括聚光集热系统、蓄热系统、电加热装置和发电系统，光热电站简化数学模型的约束条件具体包括：
(1)聚光集热系统的作用是通过光场吸收光热能，接收到的太阳能热功率为：
Psolar,t＝ηSFSSFDt
式中Psolar,t为聚光集热系统接收到的太阳能功率，ηSF为聚光集热系统的光热转换效率，SSF为光场面积，Dt为t时刻的光照直接辐射指数；
(2)将能量传输、转换枢纽——传热工质视为一个节点，从而可得光热电站内部的功率平衡等式为：
PS-H,t+PE-H,t＝PT-H,t-PH-T,t+PH-P,t
式中PS-H,t为传热工质从聚光集热系统中吸收到的热功率，PH-P,t为传热工质输送给发电系统的热功率，PH-T,t、PT-H,t为传热工质与蓄热系统之间的充、放热功率，PE-H,t为电加热装置转换后传递给传热工质的热功率；
(3)蓄热系统的作用是与传热工质进行热交换，对光热电站的出力进行调度，它的充、放热功率可在限制范围内连续调节，但充、放热不能同时进行，同时蓄热系统具有容量约束；因此，蓄热系统的约束可归结为：
式中，Et为t时刻蓄热系统的容量状态，Eup、Edown分别为蓄热系统容量的上、下限，PTES,t为t时刻蓄热系统的吸热或放热功率，PTES,t为正表示放热，为负表示吸热，Δt为时间间隔，η1，η2分别为蓄热系统放热、充热的效率；
(4)电加热装置的作用是消纳吸收电网中的盈余电能，它的电-热转换关系为：
PE-H,t＝ηEHPsurplus,t
式中，ηEH为电加热装置的电-热转换效率，Psurplus,t为系统中的盈余电功率；
(5)发电系统的发电功率可表示为传热工质输送给发电系统热功率PH-P,t的函数关系，即：
Pcsp,t＝f(PH-P,t)
发电系统的光热机组运行约束和爬坡约束可表示为：
Pcsp,min≤Pcsp,t≤Pcsp,max
-Rcsp,d≤Pcsp,t-Pcsp,t-1≤Rcsp,u
式中，Pcsp,min、Pcsp,max分别为光热机组的出力上限、下限，Rcsp,d、Rcsp,u分别为光热机组的最大上爬坡率、下爬坡率。
3.根据权利要求1所述的利用光热电站促进风电消纳的优化调度方法，其特征在于，所述步骤2)中，判断是否发生爬坡事件的辨识方法是通过两个时间点的风力出力差值的绝对值与时间间隔之比，与系统实际所能承受的爬坡阈值上限、下限进行比较，判断是否会发生爬坡事件，其中实时风电爬坡率的计算方法为：
Pwconsume,t＝Pwind,t-Pwloss,t
Rt＝|Pwconsume,t+1-Pwconsume,t|/Δt
式中，Pwconsume,t为t时刻实际消纳的风电功率，Rt为t时刻实际所需的风电爬坡率；
系统实际所能承受的爬坡率阈值计算方法为：
式中，Rup,t、Rdown,t分别为t时刻系统爬坡率阈值的上限与下限，Ri,u，Ri,d分别为第i台发电机的上爬坡率与下爬坡率，N为系统中总的发电机数，Nt为t时刻系统中不具备调节能力或者已经达到调节极限的发电机集合；
则风电功率爬坡事件的辨识方法即为：
Rdown,t≤Rt≤Rup,t
当某一时间间隔Δt内的Rt满足上式时，则该时间间隔内不会发生风电功率爬坡事件；
反之，该时间间隔内会发生风电功率爬坡事件。
4.根据权利要求1所述的利用光热电站促进风电消纳的优化调度方法，其特征在于，所述步骤3)中，光热-风电优化模型是以系统的综合运行成本最低为目标函数，考虑到系统的各种运行约束条件，对光热-风电系统进行优化调度，需要综合考虑系统中弃风惩罚、火电机组的运行成本和光热电站的运行成本及效益，，使系统的运行成本最低，则目标函数为：
式中aw为弃风惩罚系数，Pwloss,t为t时刻风电的弃风功率，ai为第i台火电机组的出力成本系数，Pi,t为t时刻第i台火电机组的发电功率，acsp为光热机组的出力成本系数，Pcsp,t为t时刻光热机组的发电功率，aTES为蓄热系统的运行成本系数，aEH为电加热装置的运行效益系数，PEH,t为t时刻电加热装置吸收的盈余功率，T为总的优化时间，N为总的火电机组台数。
5.根据权利要求4所述的利用光热电站促进风电消纳的优化调度方法，其特征在于，各种运行约束条件具体包括系统的网络安全约束、各类机组的运行约束、爬坡约束和风电场的弃风约束。
6.根据权利要求5所述的利用光热电站促进风电消纳的优化调度方法，其特征在于，所述网络安全约束为主要考虑了系统的有功平衡约束、线路传输极限约束和节点相角约束，具体为：
-Pfl,max≤Pl,t≤Pzl,max
-π≤θn,t≤π
式中Pload,i,t为t时刻第i个节点的负荷功率，NL为总的负荷节点数，Pl,t是t时刻线路l的传输功率，Pzl,max、Pfl,max分别是线路l最大正向、反向的传输极限，θn,t为t时刻n节点的相角。
7.根据权利要求5所述的利用光热电站促进风电消纳的优化调度方法，其特征在于，所述机组运行约束和爬坡约束为考虑到机组的最小、最大出力功率和出力爬坡限制，即每分钟最大调整出力占额定容量的百分比，具体为：
Pi,min≤Pi,t≤Pi,max
-Ri,d≤Pi,t-Pi,t-1≤Ri,u
式中Pi,min、Pi,max分别为火电机组的最小、最大出力功率，Ri,d、Ri,u分别为火电机组的上爬坡率、下爬坡率。
8.根据权利要求5所述的利用光热电站促进风电消纳的优化调度方法，其特征在于，所述弃风约束为风电场每一时刻的弃风量不能超过风电场总的发电量，具体为：
0≤Pwloss,t≤Pwind,t
式中Pwind,t为t时刻风电场的发电量。
一种利用光热电站促进风电消纳的优化调度方法
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