一种基于新能源发展规划和消纳模型的新能源规划方法与流程

本发明涉及新能源规划，特别涉及一种基于新能源发展规划和消纳模型的新能源规划方法。

背景技术：

1、新能源的发展在全球范围内取得了显著进展，尤其是在风能、太阳能和储能技术方面，尽管其间歇性和波动性对电力系统的稳定性和可靠性提出了挑战。

2、精确的新能源发电功率预测是实现新能源高效利用的关键。然而，多种因素导致新能源发电功率波动剧烈，给功率预测带来了巨大挑战。因此，解决新能源的间歇性和波动性需要升级电网基础设施，确保电力系统的充裕性和可靠性，提高储能能力并增强电网灵活性。因此，先进的预测模型成为了确保风光发电安全、高效运行的关键工具，它能帮助运营商精确规划维护计划，降低运营成本，提高经济效益。同时，新能源的消纳模型也扮演着不可或缺的角色，以应对新能源发电的间歇性和波动性对电网稳定性的冲击。

3、例如公布号为：cn117691682a的发明专利，公开的一种新能源消纳计算方法，包括利用当前区域内可建设的新能源装机容量定义新能源承载力的变量和常量，并以最大化新能源消纳量为目标构建目标函数，基于定义的新能源承载力的变量和常量建立目标函数的约束条件。并根据目标函数和约束条件建立新能源消纳能力评估模型，并对该模型进行求解，得到第一新能源消纳计算结果。在此基础上，统计历史新能源机组、常规机组及负荷的各时点数据，得到各时点电源出力系数及负荷系数，并通过耦合分析得出新能源消纳电源系数及负荷系数。

4、例如公布号为：cn117134329a的发明专利，公开的一种基于随机生产模拟的新能源消纳计算方法、装置及介质, 包括获取目标电力系统的数据；将新能源机组的装机容量和历史发电数据输入预设的随机场景生成模型，生成随机场景下的风电理论出力序列和光伏理论出力序列；将理论出力序列输入预设的混合整数线性规划模型，获得风电出力序列和光伏出力序列；根据风电理论出力序列、风电出力序列、光伏理论出力序列和光伏出力序列，计算风电消纳能力和光伏消纳能力。

5、基于以上方案发现，目前对系统性地规划和评估新能源发展与消纳方面还存在一些不足，具体体现在以下几个层面：

6、a、通常只在单一或少数固定的情景下进行研究，无法全面考虑未来各种可能的变化和不确定性。这使得规划的鲁棒性较低，无法应对复杂多变的实际情况。

7、b、通常仅关注某一单一维度的问题而忽视了其他重要维度，如环境影响、社会经济效益等。缺乏综合性的评估框架，使得这些模型无法全面衡量和优化新能源项目的整体效益。

技术实现思路

1、本发明提供了一种基于新能源发展规划和消纳模型的新能源规划方法，以解决背景技术所提到的技术问题。

2、为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

3、本发明提供了一种基于新能源发展规划和消纳模型的新能源规划方法，包括如下步骤：

4、s1、依据新能源规划地区碳约束目标和电力平衡基本情况，构建新能源开发需求量模型，用于分析新能源规划地区在电力、电量和调峰平衡下的新能源消纳能力；

5、s2、依据新能源规划地区历史年发电数据、历史年实际供电量以及各种电源组合下的电量，构建各种电源组合下的电力充裕性和新能源消纳水平模型；然后依据电力充裕性和新能源消纳水平模型构建综合评估指标模型，用于评判电力系统的整体运行效果；

6、s3、根据新能源规划地区历史年发电数据构建新能源产能利用效率模型，用于对新能源规划项目进行资源优化配置，以提高规划项目的能源利用率；

7、s4、依据项目生命周期内的现金流和初始投资，构建投资回报率模型，以助于投资者进行合理的投资布局；

8、s5、然后利用新能源开发需求量模型、综合评估指标模型、新能源产能利用效率模型、投资回报率模型构建新能源发展规划和消纳模型，并依据新能源发展规划和消纳模型进行新能源规划。

9、进一步地，所述s1中的新能源规划地区碳约束目标包括新能源规划地区的碳排放限额和当前碳排放量；电力平衡基本情况包括新能源规划地区的总电力需求量和供需差值。

10、进一步地，所述s1中的新能源开发需求量模型具体为：

11、；

12、其中：为新能源开发需求量；为总电力需求量；为碳排放限额，具体值根据地区的碳减排目标确定；为当前碳排放量；为新能源发展系数，用于调节新能源需求对供需差的敏感度；为供需差值，表示实际供电量与需求量的差异；n为时间周期。

13、进一步地，所述s2中的各种电源组合下的电力充裕性和新能源消纳水平模型具体为：

14、；

15、；

16、其中，r为电力充裕性；为实际供电量；为电力需求量；为储能系统的放电量；为储能系统的充电量；为储能系统对电力平衡的调节系数，用于平衡储能系统的充放电对供需的影响；为季节波动系数，用于反映季节变化对供需平衡的影响；t为时间，取值范围在0至8760小时之间；为周期，取值为8760小时，即一年；n为新能源消纳水平；为新能源产生的总电力量；为弃风弃光惩罚系数，用于调节弃风弃光对消纳水平的影响；为弃风电量；为弃光电量；为弃水电量；

17、其中，新能源利用率不能低于90%，即(---)/≥90%。

18、进一步地，所述s2中的综合评估指标模型具体如下：

19、；

20、其中，表示综合评估指标，表示平均每小时的电力充裕性；表示平局每小时的新能源消纳水平；和的计算公式具体如下：

21、；

22、并且，和分别为电力充裕性和新能源消纳水平的权重；表示不同时刻的电力充裕性；表示不同时刻的新能源消纳水平。

23、进一步地，所述s2中的新能源规划地区历史年发电数据包括历史年某时刻实际发电量和历史年某时刻理论发电量。

24、进一步地，所述s3中的新能源产能利用效率模型具体如下：

25、；

26、其中，为新能源产能利用效率；为第i时刻实际发电量，取值范围在0至最大装机容量之间；为第i时刻理论发电量，取值范围在0至最大装机容量之间；为第i时刻的权重系数，用于反映不同时间段的发电重要性；n为时间周期。

27、进一步地，所述s4中的初始投资的计算公式具体如下：

28、；

29、其中，irr为内部收益率；为第t年的现金流；t2为项目生命周期；为初始投资。

30、本发明的有益效果：

31、本发明提供了一种基于新能源发展规划和消纳模型的新能源规划方法，并提供了一种新能源发展规划和消纳模型，旨在科学合理地预测和管理新能源的开发和消纳需求。通过结合不同电源配置、计算电力充裕性和新能源消纳水平、评估产能利用效率和投资回报率，通过新能源发展规划和消纳模型大大提高了预测的准确性和可靠性。适用于能源规划部门、电力公司等，为能源结构调整和碳排放控制提供了坚实的科学依据。

技术特征：

1.一种基于新能源发展规划和消纳模型的新能源规划方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的新能源规划方法，其特征在于，所述s1中的新能源规划地区碳约束目标包括新能源规划地区的碳排放限额和当前碳排放量；电力平衡基本情况包括新能源规划地区的总电力需求量和供需差值。

3.根据权利要求1所述的新能源规划方法，其特征在于，所述s1中的新能源开发需求量模型具体为：

4.根据权利要求1所述的新能源规划方法，其特征在于，所述s2中的各种电源组合下的电力充裕性和新能源消纳水平模型具体为：

5.根据权利要求1所述的新能源规划方法，其特征在于，所述s2中的综合评估指标模型具体如下：

6.根据权利要求1所述的新能源规划方法，其特征在于，所述s2中的新能源规划地区历史年发电数据包括历史年某时刻实际发电量和历史年某时刻理论发电量。

7.根据权利要求1所述的新能源规划方法，其特征在于，所述s3中的新能源产能利用效率模型具体如下：

8.根据权利要求1至7任一项所述的新能源规划方法，其特征在于，所述s4中的初始投资的计算公式具体如下：

技术总结一种基于新能源发展规划和消纳模型的新能源规划方法，包括：1、依据新能源规划地区碳约束目标和电力平衡基本情况，构建新能源开发需求量模型；2、构建各种电源组合下的电力充裕性和新能源消纳水平模型；然后依据电力充裕性和新能源消纳水平模型构建综合评估指标模型；3、根据新能源规划地区历史年发电数据构建新能源产能利用效率模型；4、依据项目生命周期内的现金流和初始投资，构建投资回报率模型；5、利用以上模型构建新能源发展规划和消纳模型，并依据新能源发展规划和消纳模型进行新能源规划。本发明提出了一种新能源发展规划和消纳模型，适用于能源规划部门、电力公司等，为能源结构调整和碳排放控制提供了坚实的科学依据。技术研发人员：刘宏超,余虎,程远林,张舒,张毅,廖兴炜,张斯路,施志鹏,谢锦林,荀晗,沈方昱受保护的技术使用者：中国能源建设集团湖南省电力设计院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/4