一種省級(jí)電網(wǎng)套期購(gòu)電優(yōu)化方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種省級(jí)電網(wǎng)套期購(gòu)電優(yōu)化方法，具體步驟：S1.數(shù)據(jù)采集，包括負(fù)荷預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)、省間可交易電量、水電預(yù)測(cè)出力、本地機(jī)組發(fā)電計(jì)劃、省間聯(lián)絡(luò)線計(jì)劃等數(shù)據(jù)；S2.數(shù)據(jù)分析處理，計(jì)算下月本地火電機(jī)組可壓縮空間；S3.建立省級(jí)電網(wǎng)套期購(gòu)電優(yōu)化模型；S4.設(shè)計(jì)套期購(gòu)電優(yōu)化模型的求解算法。步驟S4又包括以下子步驟：S4-1.計(jì)算本月火電機(jī)組的最低發(fā)電能力，確定購(gòu)電優(yōu)化空間；S4-2.比較考慮網(wǎng)損后的省間交易電價(jià)和火電上網(wǎng)電價(jià)的高低，進(jìn)行大小排序；S4-3.首先安排不可控發(fā)電計(jì)劃出力和火電機(jī)組最低發(fā)電量，不足部分由水電承擔(dān)，若仍不足，則按照上網(wǎng)電價(jià)由低到高的順序，依次安排火電和省外電量，且保證各類電源本月總發(fā)電量滿足其上限約束，直到滿足負(fù)荷要求。該購(gòu)電優(yōu)化方法可明顯提高風(fēng)電、光伏等清潔電力的上網(wǎng)比重，降低電網(wǎng)公司購(gòu)電成本。
【專利說明】
一種省級(jí)電網(wǎng)套期購(gòu)電優(yōu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于電網(wǎng)購(gòu)電優(yōu)化技術(shù)領(lǐng)域。針對(duì)風(fēng)電、水電等清潔能源存在明顯的季節(jié) 變化，主動(dòng)壓縮或多購(gòu)火電機(jī)組的發(fā)電計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)在豐水期或風(fēng)電富裕季節(jié)，電網(wǎng)公司多消 納風(fēng)電、水電，提高清潔能源的上網(wǎng)比重。
【背景技術(shù)】
[0002] 通過購(gòu)電優(yōu)化，減少豐水期的棄水現(xiàn)象，提高水電、風(fēng)電等清潔能源的上網(wǎng)比重， 保障供電安全，是電網(wǎng)公司不懈追求的目標(biāo)?？稍偕茉吹陌l(fā)電能力在不同相鄰省份、不同 季節(jié)、不同時(shí)段的分布是"不均衡"的。當(dāng)前，電網(wǎng)公司遵循多年以來形成的慣例，為保證三 公調(diào)度按照"等完成進(jìn)度"的原則對(duì)各類年度合同進(jìn)行分解，盡量"均衡"地分配本地火電 機(jī)組的發(fā)電資源，這就難以與可再生能源發(fā)電的"不均衡"特性相匹配，無法實(shí)現(xiàn)最大程度 的減少棄水、棄風(fēng)，也極大的限制了通過省間購(gòu)售電交易實(shí)現(xiàn)區(qū)域資源優(yōu)化配置的能力。
[0003] 當(dāng)前，省級(jí)電網(wǎng)存在以下月度電量平衡：本地機(jī)組發(fā)電量與省間購(gòu)售電量之和應(yīng) 等于本地用電量。傳統(tǒng)的計(jì)劃模式存在以下問題：（1)僅僅考慮本省的發(fā)電和負(fù)荷，沒有充 分考慮其它省份的可再生能源發(fā)電資源的全年分布情況；(2)往往只在本省發(fā)電能力不足 時(shí)，被動(dòng)的進(jìn)行購(gòu)電交易，購(gòu)電量也僅僅滿足于補(bǔ)足電力供應(yīng)缺口，對(duì)有意識(shí)的多購(gòu)、多售 的策略持保守態(tài)度；（3)傾向于各月年度計(jì)劃完成進(jìn)度基本相同，對(duì)不同月份之間的"借還 電"持保守態(tài)度。
[0004] 本發(fā)明，提出一種省級(jí)電網(wǎng)套期購(gòu)電優(yōu)化方法，通過"低買高賣"的購(gòu)電決策，可以 明顯提高經(jīng)濟(jì)效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明為了解決當(dāng)前電網(wǎng)公司購(gòu)電決策時(shí)不考慮風(fēng)電、水電等富裕程度及省外低 價(jià)電力資源的現(xiàn)象，提出一種省級(jí)電網(wǎng)套期購(gòu)電優(yōu)化方法，通過合理的壓縮本地火電機(jī)組 發(fā)電計(jì)劃，預(yù)留充足的發(fā)電空間消納風(fēng)電和水電資源，提高清潔能源的上網(wǎng)比重。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0007] S1.數(shù)據(jù)采集。
[0008] 基于現(xiàn)有的信息及預(yù)測(cè)系統(tǒng)，采集下一個(gè)月的負(fù)荷預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)、省間可交易電量、水 電預(yù)測(cè)出力、本地機(jī)組發(fā)電計(jì)劃、省間聯(lián)絡(luò)線計(jì)劃等數(shù)據(jù)。
[0009] S2.數(shù)據(jù)分析處理，計(jì)算下月本地火電機(jī)組可壓縮空間。
[0010] S3.建立省級(jí)電網(wǎng)套期購(gòu)電優(yōu)化模型。
[0011] S4.設(shè)計(jì)套期購(gòu)電優(yōu)化模型的求解算法。
[0012] 該步驟又包括以下子步驟：
[0013] S4-1.計(jì)算本月火電機(jī)組的最低發(fā)電能力，確定購(gòu)電優(yōu)化空間；
[0014] S4-2.比較考慮網(wǎng)損后的省間交易電價(jià)和火電上網(wǎng)電價(jià)的高低，進(jìn)行大小排序；
[0015] S4-3.首先安排不可控發(fā)電計(jì)劃出力和火電機(jī)組最低發(fā)電量，不足部分由水電承 擔(dān)，若仍不足，則按照上網(wǎng)電價(jià)由低到高的順序，依次安排火電和省外電量，且保證各類電 源本月總發(fā)電量滿足其上限約束，直到滿足負(fù)荷要求。
[0016] 本發(fā)明的有益效果是，通過合理壓縮本地火電機(jī)組合同計(jì)劃電力，預(yù)留更多的空 間消納水電、風(fēng)電及省外低價(jià)電力，促進(jìn)清潔能源消納，降低購(gòu)電成本。
【附圖說明】
[0017] 圖1為省級(jí)電網(wǎng)套期購(gòu)電優(yōu)化流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面參照附圖1來說明本發(fā)明的實(shí)施例。本發(fā)明的一種省級(jí)電網(wǎng)套期購(gòu)電優(yōu)化方 法的較佳實(shí)施例的具體步驟如下：
[0019] S1.數(shù)據(jù)采集。
[0020] 基于現(xiàn)有的信息及預(yù)測(cè)系統(tǒng)，采集下一個(gè)月的負(fù)荷預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)、省間可交易電量、水 電預(yù)測(cè)出力、本地機(jī)組發(fā)電計(jì)劃、省間聯(lián)絡(luò)線計(jì)劃等數(shù)據(jù)。
[0021] S2.數(shù)據(jù)分析處理，計(jì)算下月本地火電機(jī)組可壓縮空間。
[0022] 第i月火電機(jī)組最大、最小可執(zhí)行電量為：
[0023] MaxH;，j= H i，jX (1+α 土，)
[0024] MinH, ^ Η,, ^Ι-α χ> ?)
[0025] 式中，MaxiρΜ?ηΙ j分別表示火電機(jī)組最大、最小發(fā)電量；H l j為按照傳統(tǒng)等進(jìn)度 分配的第i月本地機(jī)組發(fā)電量；a u為允許的進(jìn)度偏差比例。
[0026] 因此，通過"借還電"可調(diào)整到以后月份的最大電量AHy為：
[0027] ΔΗ,, j= H,, j · a s
[0028] S3.建立省級(jí)電網(wǎng)套期購(gòu)電優(yōu)化模型
[0029] 省級(jí)電網(wǎng)購(gòu)電套期優(yōu)化的模型可表示為：
[0032] 水電出力約束：0彡Y' "彡[0033] 火電機(jī)組合同約束：MinK H，^ MaxH^ j
[0030]
[0031]
[0034] 火電機(jī)組發(fā)電能力約束：
[0035] 省間可交易電量約束：0彡E' l」彡E l。
[0036] 電網(wǎng)公司"借還電"風(fēng)險(xiǎn)控制約束：-
[0037] 式中，和P u分別表示第i個(gè)月第j個(gè)購(gòu)電對(duì)象的購(gòu)電量和電價(jià)；C i為購(gòu)電總 成本；G1>PY' 1>ΡΗ' ^、E' y分別表示電網(wǎng)公司購(gòu)買聯(lián)絡(luò)線計(jì)劃、本地水電、火電和省 間交易的實(shí)際電量；Ay分別為水電及省間交易可購(gòu)電量；I、^彳分別為火電機(jī)組 發(fā)電能力約束的上下限，是綜合考慮機(jī)組技術(shù)出力約束、燃料約束等各方面因素后的綜合 結(jié)果；叫、n2、n3、n4分別為不可控計(jì)劃、本地水電機(jī)組、本地火電機(jī)組和省間交易對(duì)象數(shù)目； εη+1為第n+1月的風(fēng)險(xiǎn)判斷閾值，取決于電網(wǎng)公司風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)能力，越接近年末該值越小。
[0038] S4.設(shè)計(jì)套期購(gòu)電優(yōu)化模型的求解算法
[0039] 該步驟又包括以下子步驟：
[0040] S4-1.計(jì)算本月火電機(jī)組的最低發(fā)電能力，確定購(gòu)電優(yōu)化空間；
[0041] S4-2.比較考慮網(wǎng)損后的省間交易電價(jià)和火電上網(wǎng)電價(jià)的高低，進(jìn)行大小排序；
[0042] S4-3.首先安排不可控發(fā)電計(jì)劃出力和火電機(jī)組最低發(fā)電量，不足部分由水電承 擔(dān)，若仍不足，則按照上網(wǎng)電價(jià)由低到高的順序，依次安排火電和省外電量，且保證各類電 源本月總發(fā)電量滿足其上限約束，直到滿足負(fù)荷要求。
[0043] 下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步說明本發(fā)明：
[0044] 對(duì)某省電網(wǎng)公司2013年部分購(gòu)電數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬仿真分析。電網(wǎng)公司套期購(gòu)電優(yōu) 化的具體步驟如下：
[0045] (1)數(shù)據(jù)的采集
[0046] 用于電網(wǎng)公司套期購(gòu)電優(yōu)化模擬仿真的可靠性數(shù)據(jù)，如表1所示：
[0047] 表 1
[0048]
[0049] (2)數(shù)據(jù)分析處理，計(jì)算下月本地火電機(jī)組可壓縮空間。
[0050] 本地火電機(jī)組發(fā)電計(jì)劃出力壓縮情況，如表2所示：
[0051] 表 2
[0052]
[0053] (3)建立套期購(gòu)電優(yōu)化模型，并求解。
[0054] 2013年，該省級(jí)電網(wǎng)套期購(gòu)電優(yōu)化結(jié)果如表3所示：
[0055] 表 3
[0056]
[0057] 從表中可以看出，省級(jí)電網(wǎng)套期購(gòu)電優(yōu)化后，水電消納增加，并降低購(gòu)電成本 3212. 03萬元，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著。
[0058] 從上述計(jì)算過程可知，運(yùn)用本方法優(yōu)化電網(wǎng)公司購(gòu)電，能夠順應(yīng)水電、風(fēng)電等出力 變化規(guī)律，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)購(gòu)電套期保值。整個(gè)計(jì)算過程思路清晰，通用性較好，適合推廣使用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種省級(jí)電網(wǎng)套期購(gòu)電優(yōu)化方法，其特征在于，包括如下步驟：51. 數(shù)據(jù)采集。 基于現(xiàn)有的信息及預(yù)測(cè)系統(tǒng)，采集下一個(gè)月的負(fù)荷預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)、省間可交易電量、水電預(yù) 測(cè)出力、本地機(jī)組發(fā)電計(jì)劃、省間聯(lián)絡(luò)線計(jì)劃等數(shù)據(jù)。52. 數(shù)據(jù)分析處理，計(jì)算下月本地火電機(jī)組可壓縮空間。53. 建立省級(jí)電網(wǎng)套期購(gòu)電優(yōu)化模型。54. 設(shè)計(jì)套期購(gòu)電優(yōu)化模型的求解算法。 該步驟又包括以下子步驟： S4-1.計(jì)算本月火電機(jī)組的最低發(fā)電能力，確定購(gòu)電優(yōu)化空間； S4-2.比較考慮網(wǎng)損后的省間交易電價(jià)和火電上網(wǎng)電價(jià)的高低，進(jìn)行大小排序； S4-3.首先安排不可控發(fā)電計(jì)劃出力和火電機(jī)組最低發(fā)電量，不足部分由水電承擔(dān)，若 仍不足，則按照上網(wǎng)電價(jià)由低到高的順序，依次安排火電和省外電量，且保證各類電源本月 總發(fā)電量滿足其上限約束，直到滿足負(fù)荷要求。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種省級(jí)電網(wǎng)套期購(gòu)電優(yōu)化方法，其特征在于： S2中所述的計(jì)算火電機(jī)組壓縮空間的方法如下： 第i月火電機(jī)組最大、最小可執(zhí)行電量為： MaxHlij=HljjX(^aijj) MinHljj=Hljj(I-Qijj) 因此，通過"借還電"可調(diào)整到以后月份的最大電量AH1,,為： ahLJ= H1-J * a L i3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種省級(jí)電網(wǎng)套期購(gòu)電優(yōu)化方法，其特征在于： S3中所述的建立省級(jí)電網(wǎng)套期購(gòu)電優(yōu)化模型，其特征在于： 舍祕(mì)由麵響由奮地件刑πτ豐.4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種省級(jí)電網(wǎng)套期購(gòu)電優(yōu)化方法，其特征在于： 電網(wǎng)公司套期購(gòu)電優(yōu)化前后本地火電機(jī)組年度合同完成率仍為100%，僅僅是調(diào)整了 月度合同完成進(jìn)度，但卻顯著降低了電網(wǎng)購(gòu)電成本，提高了水電、風(fēng)電及省外低價(jià)電力的消
【文檔編號(hào)】H02J3/46GK105896611SQ201410677379
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2014年11月24日
【發(fā)明人】劉敦楠, 曾偉民, 徐玉杰, 楊先貴, 劉江平, 胡廣, 范旻
【申請(qǐng)人】國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)湖北省電力公司, 華北電力大學(xué)