可再生能源電力消納的跨區(qū)域電源規(guī)劃探究

王惟

摘 要：在電力企業(yè)不斷向前發(fā)展的過(guò)程當(dāng)中，如何采取積極措施做好電源規(guī)劃的相關(guān)工作，對(duì)于電力企業(yè)的發(fā)展有著不可替代的重要意義。本文在實(shí)際研究的過(guò)程當(dāng)中綜合了跨區(qū)域電力交易以及可再生電源進(jìn)一步建立起了區(qū)域內(nèi)部電源規(guī)劃模型，并且使用遺傳算法進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的求解工作。最終發(fā)現(xiàn)在跨區(qū)域電力交易工作正式進(jìn)行的過(guò)程當(dāng)中，可以在一定程度上對(duì)區(qū)域內(nèi)部各種類型電源的新建工作造成一定的影響。與此同時(shí)還可以在實(shí)際進(jìn)行的過(guò)程當(dāng)中，在一定程度上進(jìn)一步降低發(fā)電行業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中所產(chǎn)生的總成本以及碳排放量。

關(guān)鍵詞：可再生能源;電力消納;跨區(qū)域;電源規(guī)劃

0引言

在電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃相關(guān)工作正式進(jìn)行的過(guò)程當(dāng)中，電源規(guī)劃由于其獨(dú)有的特點(diǎn)以及對(duì)電力企業(yè)的促進(jìn)作用是其不可或缺的重要內(nèi)容之一。與此同時(shí)，通過(guò)電源規(guī)劃相關(guān)工作的正常進(jìn)行也可以實(shí)現(xiàn)資源合理配置，有一部分地區(qū)的電力市場(chǎng)當(dāng)中各個(gè)省份之間的電源種類可以在實(shí)際使用的過(guò)程當(dāng)中做到相互補(bǔ)充。一些跨區(qū)域輸電設(shè)備在實(shí)際使用的過(guò)程，可能當(dāng)中性能比較優(yōu)越，其輸電能力非常的好。通過(guò)電源規(guī)劃相關(guān)工作的正常進(jìn)行可以使得電力企業(yè)在發(fā)展過(guò)程當(dāng)中，其供需矛盾的問(wèn)題和可再生能源消納問(wèn)題得到充分的解決，因此有必要對(duì)其進(jìn)行研究。

1模型描述

1.1目標(biāo)函數(shù)

1.2約束條件

1.2.1電力約束

在目標(biāo)函數(shù)實(shí)際使用的過(guò)程當(dāng)中，第t年省份k內(nèi)的裝機(jī)容量在實(shí)際使用的過(guò)程當(dāng)中應(yīng)該不會(huì)小于第t年省份k的最大負(fù)荷，也就是：

1.2.2電量平衡約束

為了使得電力系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程當(dāng)中能夠變得更加安全穩(wěn)定，相應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)應(yīng)該滿足：

1.2.3能源機(jī)組裝機(jī)約約束

在規(guī)劃工作正式進(jìn)行的整個(gè)過(guò)程當(dāng)中，可再生能源機(jī)組的累計(jì)裝機(jī)容量不應(yīng)該超過(guò)這個(gè)地區(qū)資源的承受總體范圍：

1.2.4發(fā)電量約束

各種類型的電源在實(shí)際發(fā)電工作進(jìn)行的過(guò)程當(dāng)中，所產(chǎn)生的電量應(yīng)該在最大程度上滿足該地區(qū)可發(fā)電量的上下限：

2模型求解與數(shù)據(jù)來(lái)源

2.1模型求解算法

在遺傳算法實(shí)際使用的過(guò)程當(dāng)中，嚴(yán)格的遵循著自然界優(yōu)勝劣汰，適者生存的原則，是一條基于生物界規(guī)律以及自然遺傳機(jī)制的并行搜索算法。該算法在實(shí)際使用的過(guò)程當(dāng)中有著非常強(qiáng)大的全局搜索能力，通過(guò)遺傳算法的合理應(yīng)用可以對(duì)模型進(jìn)行求解，具體流程如圖一所示。

2.2基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

在使用遺傳算法對(duì)模型進(jìn)行求解的過(guò)程當(dāng)中，為了使得模型的求解更具有代表性，本文于某個(gè)地區(qū)四個(gè)省份在2019年的輸電過(guò)程當(dāng)中做產(chǎn)生的一系列數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算工作。規(guī)劃周期為2020到2025年。四個(gè)省份之間的輸電容量上限以及省間輸電費(fèi)用具體如圖二所示。

各種類型的電源在實(shí)際使用的過(guò)程當(dāng)中，所擁有的規(guī)模以及所占據(jù)的比例更有著非常明顯的區(qū)別?？紤]到實(shí)際情況以及代表性，本文主要對(duì)風(fēng)電、光伏、水電以及火電這4種電源類型進(jìn)行全面的分析以及研究工作。根據(jù)2019年各個(gè)省市在發(fā)電的過(guò)程當(dāng)中已經(jīng)擁有的發(fā)電裝機(jī)容量以及一系列可再生能源電力消納權(quán)重如表一所示。

3算例分析

3.1情景設(shè)置

為了對(duì)本文的模擬結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，將算例在我國(guó)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的實(shí)際條件下進(jìn)行運(yùn)行。在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程當(dāng)中，重點(diǎn)通過(guò)一系列分析后重點(diǎn)考慮以下三種方案：

方案一，在運(yùn)行的過(guò)程當(dāng)中不對(duì)區(qū)域電力交易以及可再生電源能源電力的消納比例進(jìn)行考慮。

方案二，考慮區(qū)域在運(yùn)行的過(guò)程當(dāng)中所產(chǎn)生的一系列電力交易行為，但是不考慮其可再生能源電力的消納比例。

方案三，同時(shí)考慮區(qū)域電力交易以及可再生能源電力的消納比例。

3.2方案分析

通過(guò)對(duì)這三種方案的關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行分析后不難發(fā)現(xiàn)，在方案一中該區(qū)域的碳排放量處于最高的水平。顯然這種情況很不利于發(fā)電行業(yè)的節(jié)能減排工作的順利進(jìn)行的進(jìn)行;對(duì)于方案2來(lái)說(shuō)，在實(shí)際使用的過(guò)程當(dāng)中所產(chǎn)生的總成本以及總新建機(jī)組容量以及碳排放量都遠(yuǎn)低于方案1和方案3。通過(guò)這種現(xiàn)象不難發(fā)現(xiàn)開(kāi)展跨區(qū)域電力交易的工作可以使得電力企業(yè)在不斷向前發(fā)展的過(guò)程當(dāng)中，使其資源配置的效率得到實(shí)質(zhì)性的提高，并且可以在一定程度上使得發(fā)電行業(yè)的投入成本得到實(shí)質(zhì)性的降低;而對(duì)于方案三來(lái)說(shuō)，盡管在規(guī)劃的過(guò)程當(dāng)中已經(jīng)對(duì)一些可再生能源在實(shí)際使用過(guò)程當(dāng)中所產(chǎn)生的電量進(jìn)行了規(guī)定了一定的比例，但各個(gè)省份在實(shí)際工作的過(guò)程當(dāng)中，為了使得該要求得到最大程度的滿足不得不在本省范圍內(nèi)采用新建或者是從其他省份購(gòu)買一些可再生能源電力的方式來(lái)使其得到滿足。然而，可再生能源機(jī)組在實(shí)際建設(shè)的過(guò)程當(dāng)中所需要投入的經(jīng)濟(jì)成本非常的大，從而進(jìn)一步導(dǎo)致該區(qū)域內(nèi)發(fā)電行業(yè)的總成本處于不斷增加的狀態(tài)當(dāng)中。在研究的過(guò)程當(dāng)中，發(fā)現(xiàn)該方案確實(shí)對(duì)可再生能源基礎(chǔ)建設(shè)具有一定的幫助。

4結(jié)束語(yǔ)

綜合文章上面所描述的內(nèi)容。本文所提出的模型可以很好的對(duì)電源規(guī)劃工作進(jìn)行指導(dǎo)并且具有一定的實(shí)用性。在未來(lái)還可以針對(duì)省間壁壘以及裝機(jī)成本在不同年份具體變化情況這倆個(gè)方面的內(nèi)容對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化，使其在實(shí)際使用的過(guò)程當(dāng)中能夠發(fā)揮出更大的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]張衡. 考慮大規(guī)模風(fēng)電接入的發(fā)輸電優(yōu)化規(guī)劃方法研究[D].上海交通大學(xué)，2019.

[2]陳玉龍. 區(qū)域可再生能源發(fā)電項(xiàng)目開(kāi)發(fā)評(píng)價(jià)及時(shí)序優(yōu)化模型研究[D].華北電力大學(xué)（北京），2018.

（國(guó)網(wǎng)泰州供電公司 江蘇 ?泰州 ?225300）