一种保障电力系统实时平衡的灵活性激励方法与流程

本发明涉及电力系统实时平衡，尤其涉及一种保障电力系统实时平衡的灵活性激励方法。

背景技术：

1、中国资源禀赋和能源需求呈逆向分布，促进新能源资源在更大范围的优化配置是中国新型电力系统建设的内在要求。随着新能源在省间传输的发电份额不断提升，其随机波动的固有发电特性导致新能源偏差电量规模逐年大幅上涨。对此，在实时运行阶段统一购买灵活性服务平衡系统偏差电量，保证系统功率实时平衡。而新能源主体则通过不平衡结算履行偏差平衡的经济责任，并不参与物理上的偏差平衡过程。考虑到电力供需平衡对于系统安全的重要性，这种集中化的平衡管理模式的优势在于能够保证偏差平衡过程的效率与稳健性。然而，随着高比例新能源电力系统下偏差电量的持续增长，集中化的平衡模式将很大程度上增加系统实时平衡压力。

2、目前对于高比例新能源接入下的电力平衡管理的研究较少，现有的平衡管理方法主要通过统一调度灵活性资源平衡新能源出力的不确定性，保证系统功率实时平衡。如中国专利cn117878941a，考虑决策依赖不确定性的电力系统调度方法及装置，通过构建和求解长时间调度模型和实时调度模型，充分考虑了灵活性负荷激励响应的决策依赖不确定性，实现了电力系统长时间的电力实时平衡。然而，高比例新能源带来的不确定性使得系统偏差电量逐年上涨，对灵活调节资源的需求显著增加，这种平衡管理方法削弱了新能源主体在偏差削减方面的活力，使得系统面临较大的实时平衡压力。

3、因此，需要一种保障电力系统实时平衡的灵活性激励方法来充分激励灵活性资源自主提供调节能力，以解决高比例新能源不确定性产生的实时平衡压力激增的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提出一种保障电力系统实时平衡的灵活性激励方法，包括以下步骤：

2、步骤1：实时运行前一周，新能源主体与灵活性主体基于可预期的新能源偏差量开展灵活性自主协调，由灵活性主体提前预留灵活调节空间，当新能源主体由于预测偏差面临电力供应不足或弃电风险时，灵活性主体利用预留调节能力平衡新能源出力偏差；

3、步骤2：实时运行前30min，根据实际的系统偏差量和自主协调的灵活性储备计算剩余偏差量，对剩余偏差量进行集中平衡；

4、步骤3：构建新能源跨省区日前的电能量-灵活性联合优化模型，实现省间电能传输与灵活性储备的协同优化运行；

5、步骤4：进行电力交割；

6、步骤5：在电力实时交割后，根据灵活性资源调用情况进行不平衡结算。

7、步骤3中的电能量-灵活性联合优化模型包括：

8、目标函数：

9、

10、式中，fe与fr分别为模型的总能量、灵活性；pt,n与λt,n分别为新能源主体的电能量及其能量系数；pt,c与λt,c分别为火电主体电能量及其能量系数；与分别为火电主体上调灵活性及其灵活性系数；与分别为火电主体下调灵活性及其灵活性系数；与分别为储能主体上调灵活性及其灵活性系数；与分别为储能主体下调灵活性及其灵活性系数；

11、约束条件：

12、功率平衡约束

13、

14、式中，pt为省间电能传输需求，ξl为省间联络线传输损耗；

15、省间通道传输容量约束

16、

17、式中，al为省间传输通道最大可传输容量；

18、省间新能源传输比例约束

19、

20、式中，ε为省间传输通道要求的最小新能源传输比例；

21、灵活性平衡约束

22、

23、式中，与分别为自主协调的上、下调节灵活性；与分别为统一储备的上、下调节灵活性；与分别为省间上、下调节灵活性需求；

24、可再生能源出力约束

25、0≤pt,n≤pn,max

26、式中，pn,max为新能源主体的省间电能传输上限；

27、发电容量约束

28、

29、式中，pc,min为火电机组发电容量下限；为火电主体申报省间电能传输上限；

30、灵活性容量约束

31、

32、式中，pc,max为火电机组发电容量上限；

33、火电爬坡约束

34、

35、式中，与分别为火电机组上、下爬坡速率上限；

36、充放电功率约束

37、

38、式中，与分别为储能设备的充放电状态的0,1变量；ps,max为储能设备的充放电功率上限；ηs为储能设备充放电效率；

39、充放电容量约束

40、

41、0≤qt,s≤qs,max

42、

43、式中，qt,s为t时刻储能设备储存电量；qs,max为储能设备最大存储容量。

44、步骤4具体包括：在电力交割过程中，当新能源主体由于发电不确定性而面临电力供应不足或弃电风险时，灵活性主体弥补实时交割过程中新能源主体产生的偏差量；在灵活性调用选择上，优先调用新能源主体通过自主协调储备的灵活性进行平衡；若自主协调的灵活性储备不足以覆盖新能源偏差量时，调用统一储备的灵活性服务对剩余偏差量进行平衡。

45、本发明的有益效果在于：

46、1、本发明能够激励灵活性主体自主提供灵活调节能力的同时减轻系统实时平衡压力；与此同时，新能源主体通过自主协调能够提前削减系统偏差量，有利于直接减轻电力系统实时平衡压力。

47、2、本发明能够在实时运行阶段弥补系统偏差量，保证电力系统平衡管理过程的稳健性。

48、3、本发明的灵活性激励方法具备操作上的简便性，且与当前的平衡方法具有较高的适配性。

技术特征：

1.一种保障电力系统实时平衡的灵活性激励方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述保障电力系统实时平衡的灵活性激励方法，其特征在于，所述步骤3中的电能量-灵活性联合优化模型包括：

3.根据权利要求1所述保障电力系统实时平衡的灵活性激励方法，其特征在于，所述步骤4具体包括：在电力交割过程中，当新能源主体由于发电不确定性而面临电力供应不足或弃电风险时，灵活性主体弥补实时交割过程中新能源主体产生的偏差量；在灵活性调用选择上，优先调用新能源主体通过自主协调储备的灵活性进行平衡；若自主协调的灵活性储备不足以覆盖新能源偏差量时，调用统一储备的灵活性服务对剩余偏差量进行平衡。

技术总结本发明公开了属于电力系统实时平衡技术领域的一种保障电力系统实时平衡的灵活性激励方法。包括：实时运行前一周，新能源主体与灵活性主体基于可预期的新能源偏差量开展灵活性自主协调，由灵活性主体提前预留灵活调节空间，当新能源主体由于预测偏差面临电力供应不足或弃电风险时，灵活性主体利用预留调节能力平衡新能源出力偏差；实时运行前30min，计算剩余偏差量，对剩余偏差量进行集中平衡；构建新能源跨省区日前的电能量‑灵活性联合优化模型；进行电力交割；在电力实时交割后，根据灵活性资源调用情况进行不平衡结算。本发明能够激励灵活性主体自主提供灵活调节能力的同时减轻系统实时平衡压力；有利于直接减轻电力系统实时平衡压力。技术研发人员：徐青贵,辛力,王海利,金耀杰,刘康平,吴明波,徐江,常广隆,马宝明,王灏,李铎,朱嘉玮,陈雨,马润鹏,王雁凌受保护的技术使用者：内蒙古电力交易中心有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/29