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CN111177654B - 一种促进新能源消纳的自备电厂发电权交易方法 - Google Patents

一种促进新能源消纳的自备电厂发电权交易方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及建立自备电厂与新能源的发电权交易方法领域,具体为一种促进新能源消纳的自备电厂发电权交易方法;包括以下步骤:对下限电前的风电功率Pww和弃风率rc进行统计,生成向量为的三维随机变量;确定概率密度函数;二维实平面R2上寻找合适的最小区域Ω;获得满足的最终的发电权交易时段区间与风电出力功率区间;确定系统中自备电厂机组的风电累积概率分布曲线;确定累积概率分布曲线;在随机生产模拟中按照新生成的风电曲线评估弃风电量,计算发电权交易电量,进而开展发电权交易。在促进新能源消纳的同时,使得新能源企业与自备电厂在市场机制下达到利益平衡,实现共赢。

Description

一种促进新能源消纳的自备电厂发电权交易方法
技术领域
本发明涉及建立自备电厂与新能源的发电权交易方法领域,具体为一种促进新能源消纳的自备电厂发电权交易方法。
背景技术
随着经济的发展,近些年自备电厂呈现出快速增长态势。截至2016年底,全国企业自备电厂装机容量约为1.42亿千瓦,其中自备煤电机组装机容量1.15亿千瓦,占全国煤电装机的12.2%。因此,如何利用这部分常规电源机组的调峰能力,使自备电厂参与电网调峰,提高电力系统稳定性,实现电力资源优化配置,促进新能源消纳具有重要意义。
截至目前,国外主要发达国家电力系统内与权利置换相关的形式只有金融输电权置换以及发电合同电量置换这一机制,还没有出现类似的发电权交易形式,因此,这类措施尚无典型成功案例可参。但是从整体上看,由于我国国内电源结构的特殊性,自备电厂还将长期存在于电力系统中,新能源电源渗透率将不断提升,在此背景下,新能源与自备电厂的发电权交易作为一种提升系统灵活性的市场手段,还有较大的潜力挖掘空间。
基于以上情况,已经有部分地区出台了替代交易原则。但是出台的相关替代交易是在保证其本区域电网正常运行、全额消纳新能源、满足本区域用电需求和外送电的基础上提出新能源企业替代自备电厂企业的发电权模式,具有一定的局限性。
发明内容
本发明针对当前国内相当规模的自备电厂未充分参与电网调峰的问题,提出一种促进新能源消纳的自备电厂发电权交易方法,在促进新能源消纳的同时,使得新能源企业与自备电厂在市场机制下达到利益平衡,实现共赢。
为了实现所述目的,本发明采用的具体实施方案如下:
一种促进新能源消纳的自备电厂发电权交易方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、对每天各时刻t下限电前的风电功率Pww和弃风率rc进行统计,生成向量为的三维随机变量;
S2、对三维随机变量中的连续型三维随机变量,统计得到概率密度函数,记为f(t,Pww,rc);
S3、在弃风率的限定范围内,从概率密度最大区域依次寻找,累计求得在概率值范围内的时间和风电出力范围,确定发电权交易时的时段范围和风电出力范围,即在二维实平面R2上寻找合适的最小区域Ω;
S4、通过计算机的搜索法,获得满足的最终的发电权交易时段区间[to,tc]与风电出力功率区间
S6、按照分时段模型出力方法,将周期T内每天分为[to,tc]和其余时段,分别作累积概率分布曲线
S7、在随机生产模拟中按照新生成的风电曲线评估弃风电量,计算发电权交易电量,进而开展发电权交易所述向量上的横线仅为区别变量名与变量值。
所述弃风率为:
式中,Pwg为风电实际上网电量。
所述最小区域Ω,在时,满足
式中,α,β,δ分别为弃风率下限、概率密度值下限和总概率值下限,表示概率值。
所述最终的发电权交易的时段[to,tc]和风电出力区间选择为:
本发明的有益效果在于:在我国大力推进能源转型、应对气候变化的大背景下,如何针对风资源发电不确定性、波动性,研究具有实用性、可靠性、实时性的弃风电量评估方法,实现精确统计分析因限电、停机等情况造成的风电场弃风电量,形成全面客观的评估结果,给出风能有效利用指标,为新能源电场进行资源优化管理提供技术支撑,为从根本上解决弃风问题决策提供依据。
附图说明
图1为发电权交易方法示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的结构及其有益效果进一步说明。
新能源企业与自备电厂参与发电权交易实质是改变风电功率曲线的分布与形状,从数学定义上看,影响该类措施效果主要有三个参数:日内交易时段、最小启动交易时的风电功率与最大交易功率,即最大腾让容量。本发明依据不同交易时段下交易参数组合效果对风电功率分布曲线变化的影响情况,提出依据修正后新生成的风电功率曲线开展新能源与自备电厂发电权交易的一种模型,具体步骤如下:
对研究周期T内未开展自备电厂发电权交易前,每天24H的各时刻t下限电前的风电功率Pww和弃风率rc进行统计,则向量为三维随机变量,符号上的横线仅为区别变量名与变量值,其中弃风率为:
式中,Pwg为风电实际上网电量。
对于连续型三维随机变量,经过统计可以得到其概率密度函数,记为f(t,Pww,rc)。在给定弃风率的限定范围内,从概率密度最大的区域开始寻找,累计求得在概率值范围内的时间和风电出力范围,利用这种方法可以在统计的角度上确定发电权交易时的时段范围和风电出力范围。
即在二维实平面R2上寻找合适的最小区域Ω,使得时,满足
式中,α,β,δ分别为弃风率下限、概率密度值下限和总概率值下限,表示概率值。
公式求解全年内,弃风率大于α时,有哪些时间—风电出力组合出现的概率密度较高,且总概率很大。从数学上看,区域Ω的边界应为函数所示的曲线。一般来讲,风电在夜间时段容易大发,且系统此时的消纳空间最小,弃风率较高,因此,通过选择适当的α,β,δ参数,可以使得所求解区域Ω为一连续闭区间。通过计算机的搜索法,可以获得满足的时段与风电出力功率区间。
则最终的发电权交易的时段[to,tc]和风电出力区间选择为:
所以发电权交易模式简化为在该时段内,当风电出力位于公式所示区间时,自备电厂腾让大于部分的电量。因此,需要建立分时段分区域的随机生产模拟模型。
假设系统中有kz个自备电厂机组可以参与发电权交易,分别对应kz个区域内的不同风电场,对于系统中的风电累积概率分布曲线Fw(x),可以认为由kz个部分组成,如下式,
式中,为第i个区域内参与发电权交易的风电场出力累积概率曲线,为系统不参与发电权交易的所有风电场出力累积概率曲线,符号的数学意义为卷积。
对区域1内的风电场,按照分时段模型出力方法,将周期T内每天24h分为[to,tc]和其余时段,分别作累积概率分布曲线则有
由于发电权交易仅发生在所代表的时段内,因此仅对该段曲线进行修改。按照假设,该段时间内,风电出力位于区间内的电量完全可以由自备电厂进行腾让,那么曲线上段内的概率值应修改为零,且段内的曲线向前平移,补齐风电累积概率曲线,如图1所示。
以上方法对其余区域内的曲线求解同样适用。在求得各区域中后,计算风电总出力曲线。在随机生产模拟中按照新生成的风电曲线评估弃风电量,计算发电权交易电量,并进行发电权交易。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (5)

1.一种促进新能源消纳的自备电厂发电权交易方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、对每天各时刻t下限电前的风电功率Pww和弃风率rc进行统计,生成向量为的三维随机变量;
S2、对三维随机变量中的连续型三维随机变量,统计得到概率密度函数,记为f(t,Pww,rc);
S3、在弃风率的限定范围内,从概率密度最大区域依次寻找,累计求得在概率值范围内的时间和风电出力范围,确定发电权交易时的时段范围和风电出力范围,即在二维实平面R2上寻找合适的最小区域Ω;
S4、通过计算机的搜索法,获得满足的最终的发电权交易时段区间[to,tc]与风电出力功率区间
S5、确定系统中kz个自备电厂机组的风电累积概率分布曲线Fw(x);
S6、按照分时段模型出力方法,将周期T内每天分为[to,tc]和其余时段,分别作累积概率分布曲线
S7、在随机生产模拟中按照新生成的风电曲线评估弃风电量,计算发电权交易电量,进而开展发电权交易。
2.根据权利要求1所述的一种促进新能源消纳的自备电厂发电权交易方法,其特征在于:所述向量上的横线仅为区别变量名与变量值。
3.根据权利要求1所述的一种促进新能源消纳的自备电厂发电权交易方法,其特征在于:所述弃风率为:
式中,Pwg为风电实际上网电量。
4.根据权利要求1所述的一种促进新能源消纳的自备电厂发电权交易方法,其特征在于:所述最小区域Ω,在时,满足
式中,α,β,δ分别为弃风率下限、概率密度值下限和总概率值下限,表示概率值。
5.根据权利要求1所述的一种促进新能源消纳的自备电厂发电权交易方法,其特征在于:所述最终的发电权交易的时段[to,tc]和风电出力区间选择为:
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