基于新能源消纳能力提升的电力系统调度分析

基于新能源消纳能力提升的电力系统调度分析

宋周

湖北省电力勘测设计院有限公司 湖北武汉 430040

摘要：“提升新能源消纳能力和保证电力系统的可靠性，是一对内在矛盾。只有围绕可靠性标准构建起来的电力市场，才能实现二者的统一。因此，需要联合各类系统资源，包括清洁能源本身，共同为系统可靠性作出贡献。随着能源和环境政策的演变，能源公司的电力生产和使用方式发生了根本性变化，新能源生产的作用逐渐从补充能源转向替代能源。新能源具有较高的清洁度和可再生性。但是，实际接收能量在使用时与能量转换之间存在差异，导致成本浪费，降低了整个转换过程的可靠性和安全性。

关键词：新能源；消纳能力；电力系统调度；

新能源集中在新奇上，这不仅意味着它出现的时间很短，而且意味着它的效果不同于传统能源。因此，一旦这种能源被发现，就会广泛地投入生产然而，由于各种原因，这种能源在实际生产中没有发挥应有的作用，其根本原因是消费过程中存在问题。

一、含风电的新能源电力系统经济调度研究现状

研究电力系统规划问题是提高电力系统吸收新能源能力的一种方法。最初，当新能源生产比例较低时，分配系统将新能源生产视为负负荷。随着获得新能源的比例越来越高，这种规划方式逐渐未能满足新能源系统安全、经济地正常运作的要求。新的电力系统最优分配模式与传统电力系统最优分配模式有两个主要区别。首先，在新能源系统的优化规划模型中，优化变量不仅包括各种传统控制变量，如生产单元的主动和被动输出功率、节点电压等。以及各种计划资源的可调度性，即参与调整各种生产资源计划的能力变量。第二，在新能源系统的优化规划中，需要考虑如何管理新能源生产的可变赤字。在新能源系统的总体最佳分布模型中，变量3用于表示新能源系统中存在的不确定性和随机性变量，例如风能、太阳能发电的波动、负荷的波动、侧反应的随机特性以风能为例，热能生产和风力发电主要被纳入可利用风能的电力系统的分配。热能发电的特点是发电成本低，运行稳定，但对环境造成严重污染；与传统火力发电厂相比，风能在经济和环境保护方面具有明显的优势，对于防止和控制环境污染、减少化石能源短缺和其他不影响社会发展的紧迫问题具有重要意义然而，风能具有高度随机波动的特点，对电网的安全稳定运行构成了一些挑战。对于风力发电和热能发电并存的能源系统，有三种常用的建模方法:有限机会规划法、情景法和模糊建模法。(1)随机限制程式设计。利用机会约束法进行建模，首先分析了风力发电的特点，得到了风力发电特点的表达。其次，改进了传统的确定性最优规划模型，一些约束条件表示为满足一定程度信任的概率。随机规划模型用于计算系统的备用能力，其经济性明显优于最初的备用规划方法。(2)场景方法。场景方法主要用于模拟风力，一个场景表示风力输出的一种形式，每个场景对应一个概率；拉丁超立方体采样生成的场景很多，并且模型很复杂，因此无法直接计算。需要使用场景还原技术和场景重建技术来生成具有某些特征的典型风力发电场景，用于电力系统规划。(3)模糊建模方法。模糊建模方法将随机风力发电视为一个模糊的数字，介绍了隶属函数的概念。成员资格值越高，系统对该值所代表的决策数量越满意。例如，风力发电的归属功能越大，系统对风力发电的满意度就越高。同样，有必要在传统的经济发运模式中确定客观函数的隶属函数和每个约束条件的隶属函数，最后确定总体隶属程度，以表明系统对整体结果的满意程度。总的来说，全球会员资格证书是所有会员职能的最低值。利用上述想法对风力发电进行了模糊建模，但仿真系统中包含的风能规模较小。在此基础上，风能的不确定性，特别是风能上升对系统的影响，也被认为是防止系统升级能力不足的一个因素。模糊建模方法的关键在于确定模糊变量的归属函数。

二、风电系统调度的模型

在这种制度下，消费水平往往会根据需要而变化。对于特定阶段，转换为电能的风能的最大值通常是固定的。也就是说，目前的上限仅适用于此阶段，没有必要延长上限，否则会出现数据错误，从而影响转换的全部效率。因此，系统需要执行分阶段负载检测。要执行系统负载检测，需要了解系统状态、接收和能耗数据，并根据数据保持不变的假设计算和推测负载容量，以及计算公式的基础如下:

对这一公式的调整是基于每一数据趋于完善的情况，因此，这一公式得出的最终成本数据接近于零。这显然不符合目前的经济投资状况。因此，在实际流程计算中，我们还必须考虑单位问题，确定单位输出，并根据该值设置范围，以确保范围尽可能处于可控状态。此外，我们还应预测风力发电的能源和转换时间，确定风力发电的大致使用范围，并与最终实际使用量进行比较，以确保两者之间的差距不会太大，并实现成本控制的高效率。最后，该系统的工作还应具有安全保证，这就要求主计长充分控制风力发电的容量和转换速度，并确保风力发电始终处于平衡状态。同时，有关人员应监督能源接收和转换过程，以确保传输的稳定性。

三、太阳能蓄热机组的调度

由于太阳能的时间和空间有限，其存在时间有限，所以如果要转换为电力，首先必须储存其能量，这需要一定的设备。在该模型中，有两个主要成本需要考虑:(1)当前热存储单元的运行能力；(2)其效率日益提高。它们之间的关系不是孤立的，而是成比例的趋势。因此，为了节省系统规划的经济成本，将详细讨论这种功能关系。顾名思义，热储存装置是机器的一种常用热储存方式。为提高机组运行温度，只需调整机组内的冷却装置即可保证机组运行的安全性和可靠性，进而实现成本控制目标。吸收能力的上限通常与单位目前的运转能量相互作用，影响程度主要呈直线上升或下降趋势。我们假设这个趋势的最大值和最小值分别是△g+(Pg)和△g-(Pg)。如果这个趋势和机组的其他数据有关，比如煤耗，爬坡率等。单位成本计算的功能公式将形成如下:

在这个公式中，只要数据值明确，就很容易得到系统的经济成本，分析出成本损失最大的环节。一旦我们了解了问题的根源，我们就可以推断出数据。确定哪些地方可以降低成本，并尽量减少公式的最终结果，以确保能源效率。

四、太阳能与风能的快速调节机组调度

由于时间和空间的限制，太阳能和风能的生产具有时间限制和不连续性的特点，间接决定了不同地点和季节产生的能源不同。因此，为了确保电力的稳定转换，电力公司必须分配电力，使电力转换保持稳定，这就需要迅速调整单位。在这个模型中，所有的工作都是以上述单位和单位蓄热的耐久性为基础的这种模式改变了各种经济成本因素之间的线性关系，形成了非线性和不规则的关系。因此，为了便于数据计算和成本规划，这一公式的设计更好地以不平等为基础。在研究的最后阶段，公式的设计没有考虑机组的“余热”时间，这也造成了很大的成本损失。因此，在这一阶段，可以及时减少热能的输入。机械的“余热”是能源的一部分，减少了成本的浪费。由于公式计算过程中的一些可变因素，使得公式计算结果具有一定的可变性，导致成本构成之间的关系不规则。这就增加了成本预测、计划和控制的难度，因此在计算过程中需要一个具有高数据容限的正数来限制和约束这些关系。这样，就可以通过外力实现非线性和线性变换。

总之，提升清洁能源消纳力度，电网是关键。在“碳达峰、碳中和”目标下，新能源爆发增长、规模化并网已是大势。在电力系统分配过程中，需要对每个电力系统进行理论推理和计算，以指导成本规划，减轻能源开发的成本负担。在电力系统分配过程中，新能源消费成本分析和规划可以在很大程度上提高电网新能源消费水平。

参考文献：

[1]张利.提高新能源消纳能力的电力系统调度分析.2019.

[2]许秋实.浅谈新能源消纳能力的电力系统调度研究.2020.