考虑多种消纳措施的新能源就地消纳能力评估方法

摘要

本发明公开了一种考虑多种消纳措施的新能源就地消纳能力评估方法，包括以下步骤：确定新能源就地消纳措施，确定各类措施的容量上限；建立新能源就地消纳能力评估模型；求解模型，确定并输出最优的新能源就地消纳容量。本发明提供了一种考虑多种消纳措施的新能源就地消纳能力评估方法，基于各类新能源就地消纳措施的综合利用，构建新能源就地消纳能力评估模型，合理评估新能源就地消纳能力，为解决大规模新能源消纳提供科学的分析方法，并为大规模新能源外送以及电网的发展模式提供技术支撑，为实现未来电网的安全、高效、环境友好、可持续发展提供参考。

说明书

技术领域

本发明涉及电力分析技术领域，具体涉及考虑多种消纳措施的新能源就地消纳能力评估方法。

背景技术

在当前应对能源和气候问题的背景下，新能源因清洁环保等特点得到快速发展。但新能源因具有间歇性、波动性、随机性等特点，使得无法仅依靠常规电源的调节能力加以应对，给常规传统电网调度控制增加了的难度。伴随着新能源的快速发展，大规模新能源的消纳问题得到广泛关注。当前大规模新能源消纳途径主要包括就地消纳和外送两类，但大规模外送面临外送通道建设周期较长、投资巨大、输电损耗较大等问题，就地消纳则可以有效规避这些问题。

此外，近年来用户侧各类新设备使用越来越丰富，用户用能用电模式也发生了较大改变，新能源就地消纳措施不断丰富，合理评估新能源富集地区新能源就地消纳能力有助于解决大规模新能源消纳问题，同时也是分析新能源外送规模和模式的基础，为解决新能源消纳相关政策引导、技术发展方向提供理论依据。

而现有研究尚缺乏对各类新能源就地消纳措施的系统梳理和分析，综合考虑各种措施的新能源就地消纳能力的研究较少，无法合理评估当前技术发展条件下新能源的就地消纳能力。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供了一种考虑多种消纳措施的新能源就地消纳能力评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

确定新能源就地消纳措施，确定各类措施的容量上限；

建立新能源就地消纳能力评估模型；

求解模型，确定并输出最优的新能源就地消纳容量。

在上述方法中，所述新能源就地消纳措施包括：电能替代措施、新能源就地消纳技术措施和用户侧柔性负荷和储能消纳新能源措施。

在上述方法中，所述评估模型包括：

(1)目标函数

目标函数中主要考虑发电成本、运维成本及新能源就地消纳措施的投资成本，如下式所示：

min f＝f(1)+f(2)+f(3) (1)

f(1)为运维成本：

式中，p

f(2)为燃料成本：

式中，T

f(3)为新能源就地消纳各项措施的投资成本：

式中，s

(2)约束条件：

①、电力电量平衡；②、调峰能力约束；③、就地消纳措施资源约束；④、发电资源容量约束。

本发明提供了一种考虑多种消纳措施的新能源就地消纳能力评估方法，基于各类新能源就地消纳措施的综合利用，构建新能源就地消纳能力评估模型，合理评估新能源就地消纳能力，为解决大规模新能源消纳提供科学的分析方法，并为大规模可再生能源外送以及电网的发展模式提供技术支撑，为实现未来电网的安全、高效、环境友好、可持续发展提供参考。

附图说明

图1为本发明方法提供的流程图。

具体实施方式

本发明提供了一种考虑多种消纳措施的新能源就地消纳能力评估方法，目的是在系统梳理新能源就地消纳措施基础上，分析各类措施特点和应用可行性，综合考虑各类电源互补特性、新能源就地消纳技术、需求侧柔性负荷和储能消纳新能源的机理，基于各类新能源就地消纳措施的综合利用，构建新能源就地消纳能力评估模型，合理评估新能源就地消纳能力，为解决大规模新能源消纳提供科学的分析方法，并为大规模新能源外送以及电网的发展模式提供技术支撑，为实现未来电网的安全、高效、环境友好、可持续发展提供参考。下面结合具体实施方式和说明书附图对本发明做出详细的说明。

如图1所示，本发明提供了一种考虑多种消纳措施的新能源就地消纳能力评估方法，包括以下步骤：

S1、确定新能源就地消纳措施，根据当地技术、经济、政策条件确定各类措施的容量上限；就地消纳措施具体包括如下几种，具体为：

(1)电能替代措施：

电能替代是在终端能源消费环节，使用电能替代散烧煤、燃油的能源消费方式。电能替代促进新能源消纳主要包括推广各类电能替代技术消纳清洁能源电量，其中具有储能性质的电能替代技术在增加电能增量的同时增加系统灵活性。其中，居民领域推广新能源供暖，工业领域探索高耗能行业新能源发电利用模式是电能替代促进新能源消纳的重点工作。

电能替代的容量与具体电能替代技术的特点、经济性和政策条件相关。一般需根据各地技术、经济、政策条件，采用不同方法确定不同电能替代技术在不同领域的推广比例，进而确定电能替代的容量上限。

(2)新能源就地消纳技术措施：本实施例中主要考虑新能源制氢技术，利用水电解制氢技术，使用多余的电能电解水制取氢气，从而将不能储存的电能转换为可以储存的氢能，再通过将制取的氢气供给燃料电池等用户使用，实现富余电能的转化、储存、再利用。

新能源消纳技术的容量上限与技术成本和政策条件密切相关，需根据当地具体条件确定。

(3)用户侧柔性负荷和储能消纳新能源措施：用户在电价或其他激励信号引导下，以多种形式参与电网运行互动，主要包括中断用电、转移用电、替代用电和能量存储等形式；互动负荷可根据系统需求灵活改变用电行为，进而满足因新能源消纳增加的对系统的调节需求。

柔性负荷主要包括工业负荷和居民负荷，其容量上限与负荷自身特性、市场机制、支撑技术密切相关，按现有的市场机制和支撑技术，一般可按照最大负荷的3％确定容量上限。储能的容量上限则与当地的政策条件密切相关，需结合当地政策确定。

S2、建立新能源就地消纳能力评估模型；评估模型包括：

(1)目标函数

目标函数中主要考虑发电成本、运维成本及新能源就地消纳措施的投资成本，如下式所示：

min f＝f(1)+f(2)+f(3) (1)

f(1)为运维成本：

式中，p

f(2)为燃料成本：

式中，T

f(3)为新能源就地消纳各项措施的投资成本：

式中，k为本实施例中的就地消纳措施，s

(2)约束条件

①、电力电量平衡

电力平衡约束：

电量平衡约束：

式中：T

②、调峰能力约束：

发电侧各类电源互补和需求侧各类消纳措施的调峰能力需满足要消纳的新能源的调峰需求。

式中，S

③、就地消纳措施资源约束：调用的各类新能源就地消纳措施容量不能超出本区域此类消纳措施的资源容量上限。

式中

④、发电资源容量约束：

式中，

S3、求解模型，确定并输出最优的新能源就地消纳容量；即可再生能源就地消纳达到最高量的同时投入运维的成本最低；本模型为典型线性规划模型，可直接采用优化求解器(如GAMS、CPLEX等)进行求解。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。