应对高比例光伏并网的光热电站优化建模及运行方法
专利汇可以提供应对高比例光伏并网的光热电站优化建模及运行方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了应对高比例光伏并网的光热电站优化建模及运行方法，主要利用光热电站中储热系统的可调度性，平移阳光充足时光 热能 ，为日落光伏出 力 突减时提供所需的电力缺额，同时利用光 热机 组良好的调节特性，在净负荷功率曲线的快速爬坡阶段提供爬坡需求。本发明详细构造光热电站的数学模型，以成本最小化为目标建立含光热电站的电力系统优化调度模型；利用光热电站的可调度性和良好的调节特性，通过对含光热电站的电力系统进行优化调度，平滑净负荷功率曲线，缓解鸭子曲线问题，促进光伏高比例并网消纳，提高系统运行的安全 稳定性 和经济性，减小 光伏发电 随机性与间歇性对电力系统安全稳定的影响。，下面是应对高比例光伏并网的光热电站优化建模及运行方法专利的具体信息内容。
1.应对高比例光伏并网的光热电站优化建模方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)建立光热电站数学模型
光热电站的数学模型需要满足以下约束条件：
1)聚光集热系统
聚光集热系统中接收到的太阳能热功率为：
Psolar,t＝ηSFSSFDt
式中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)传热工质
将传热工质视为一个节点，从而能够得到光热电站的功率平衡关系为：
PS-H,t+PH-T,t＝PT-H,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；
3)储热系统
储热系统的充、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，所以储热系统的充放热约束为：
式中Pch,t、Pdis,t为储热系统实际的充、放热功率，ηc、ηd为储热系统充、放热效率；
同时储热系统具有容量约束，归结为：
式中Et为t时刻储热系统的容量状态，Eup、Edown分别为储热系统容量的上、下限，Δt为时间间隔；
4)发电系统
光热电站的发电功率表示为输入发电系统热功率的函数关系，即：
Pcsp,t＝f(PH-P,t)
光热机组的运行约束和爬坡约束表示为：
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；
(2)建立含光热电站的电力系统优化模型
综合考虑光热电站的储热系统的可调度性和光热机组的调节能力，以及弃光和失负荷，对电力系统进行经济调度，以系统中各种机组的运行成本、弃光惩罚和失负荷惩罚总和最小为目标，以光热电站的运行约束、弃光、失负荷以及网络安全条件为约束，其中目标函数为：
目标函数中第一行为火电机组的运行成本，ath,i、bth,i、cth,i为第i台火电机组的燃料成本系数，Pth,i,t为第i台火电机组t时刻的发电功率，第二行为光热电站的运行成本，acsp,i为第i台光热电站的光热机组的发电成本，Pcsp,i,t为第i台光热机组t时刻的发电功率，aTES,i为第i台光热电站的储热系统的运行成本，Pch,i,t、Pdis,i,t为第i台储热系统t时刻实际的吸、放热功率，第三行为弃光和失负荷惩罚，apv为弃光惩罚成本，Ppv,loss,t为t时刻光伏弃光量，aload,i为第i个负荷节点的失负荷惩罚成本，Pload,loss,i,t为第i个负荷节点t时刻的失负荷量，Nth为火电机组台数，Ncsp为光热机组台数，Nload为负荷节点数，T为总的优化时间。
2.根据权利要求1所述的应对高比例光伏并网的光热电站优化建模方法，其特征在于，所述弃光约束是指光伏每一时刻的弃光量不能超过光伏总的发电量，具体表示为下式：
0≤Ppv,loss,t≤Ppv,t
式中，Ppv,t为t时刻光伏的发电量。
3.根据权利要求1所述的应对高比例光伏并网的光热电站优化建模方法，其特征在于，所述失负荷约束是指每一节点每一时刻的失负荷量不能超过该节点负荷的额定容量，具体表示为下式：
0≤Pload,loss,i,t≤Pload,i,t
式中，Pload,i,t为t时刻节点i处负荷的额定容量。
4.根据权利要求1所述的应对高比例光伏并网的光热电站优化建模方法，其特征在于，网络安全条件约束包括：有功平衡约束、线路传输极限约束、节点相角约束、发电机出力约束、机组爬坡约束。
5.根据权利要求4所述的应对高比例光伏并网的光热电站优化建模方法，其特征在于，所述有功平衡约束表示为：
所述线路传输极限约束表示为：
-Pfl,max≤Pl,t≤Pzl,max
式中，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；
节点相角约束：
-π≤θn,t≤π
式中，θn,t为t时刻n节点的相角；
所述发电机出力约束、机组爬坡约束表示为：
Pth,i,min≤Pth,i,t≤Pth,i,max
-Ri,d≤Pth,i,t-Pth,i,t-1≤Ri,u
式中，Pth,i,min、Pth,i,max分别为火电机组的出力上限、下限，Ri,d、Ri,u分别为火电机组的最大上爬坡率、下爬坡率，爬坡约束表现为每分钟最大调整出力占机组最大出力的百分比。
6.应对高比例光伏并网的光热电站优化运行方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)根据光伏预测功率和负荷预测功率得到系统的净负荷功率曲线；
(2)根据系统的净负荷功率曲线，以经济性最优为目标，基于权利要求1-5中任意一项所述的应对高比例光伏并网的光热电站优化建模方法得到的含光热电站的电力系统优化模型对含光热电站的电力系统进行经济调度；
(3)根据电力系统经济调度结果，优化运行光热电站和传统电站，合理分配系统中各发电机的出力功率，以及系统的弃光量和失负荷量；
(4)其中储热系统与光热电站间的充放热，能够灵活调度光热电站的运行出力。
应对高比例光伏并网的光热电站优化建模及运行方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
15.60％。当采用本发明方法后光伏的最大渗透率也从15.60％增加到了20.02％。显然，基于本发明提供的优化运行方法，含光热电站的电力系统通过储热系统的可调度能力和光热机组良好的调节特性，可以在不增加系统运行成本的前提下，平滑净负荷功率曲线，缓解鸭子曲线问题，促进光伏高比例并网，提高光伏的消纳水平。
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