一種用于儲熱消納棄風的電力分配方法與流程
本發明屬于電力優化領域，具體涉及一種用于儲熱消納棄風的電力分配方法。
背景技術：
冬季我國“三北”地區為滿足居民、工業供暖需求，熱電聯產機組一般以“以熱定電”模式運行，系統調峰能力顯著降低。在負荷低谷時段，系統為了保證供熱，不得不大量棄風。2012年全國棄風電量約200億千瓦時，棄風率約為20％。2013年遼寧，風電上網電量100.3億千瓦時，棄風電量10.4億千瓦時，其中冬季供熱期棄風占棄風總量的68％，采用儲熱消納棄風已引起各國的關注。文獻《考慮風電不確定性的熱電廠蓄熱罐運行策略》分析了熱電廠通過配置電鍋爐來解耦“以熱定電”的約束，進而降低強迫出力，提高風電吸納率的方案。文獻《電供熱價格機制研究及經濟性分析》對風電供熱的經濟性以及風電供熱的價格機制進行了研究，具有一定實踐意義。
我國東北嘗試用固體相變儲熱裝置消納棄風，即電網有大量棄風時，儲熱裝置利用棄風電存儲熱量，用于持續向熱用戶供熱。固體相變儲熱消納棄風的方案減排效益明顯，對環境友好，但該方案的大規模推廣需要解決風電場和儲熱企業的分配問題。儲熱消納棄風電力與傳統電力有很大區別：(1)棄風運行成本接近零，棄風量隨機且不可控，基本無價格彈性；(2)儲熱企業需求價格彈性大，可控，屬于在時間軸上可移動的負荷；(3)傳統電力市場的發電出力在一定范圍內可調度，但需求側彈性小。因此需要針對其特點提供一種電力分配優化方法。
技術實現要素：
本發明的目的在于解決現有技術中存在的問題，并提供一種用于儲熱消納棄風的電力分配方法。
用于儲熱消納棄風的電力分配方法，包括如下步驟：
第一步：首先進行日前棄風預評估：風電場控制終端向電網調度中心發送風電預測出力，電網調度中心根據電網當前運行狀態、風電預測出力和負荷數據，計算日前客觀棄風序列數據；
第二步：通過電網調度中心向棄風儲熱企業控制終端下發日前客觀棄風序列數據，棄風儲熱企業控制終端向電網調度中心反饋本企業的電采暖用電計劃曲線數據；
第三步：電網調度中心進行日內棄風評估，根據日內常規機組實際計劃出力以及風電超短期功率預測出力，計算當前時刻的客觀棄風量，并依據棄風排序確定每個風電場當前時刻的棄風量，并向棄風儲熱企業控制終端和風電場控制終端發送當前時刻的棄風量；
第四步：棄風儲熱企業控制終端和風電場控制終端收到當前時刻的棄風量后，向電網調度中心反饋報價數據，電網調度中心根據報價數據和當前時刻的棄風量進行匹配，再分配各個棄風儲熱企業獲得的棄風量，并將棄風量信息發送至棄風儲熱企業控制終端。
電網調度中心根據報價數據和當前時刻的棄風量進行匹配方法如下：
第i個風電場控制終端和第j個棄風儲熱企業控制終端報價分別采用線性報價模型Bi和Hj：
Bi＝αi+βiPi
其中：αi、βi為第i個風電場控制終端的決策變量；Pi為第i個風電場控制終端的棄風上網電量；為第j個棄風儲熱企業控制終端的最大儲熱需求；Dj為第j個棄風儲熱企業控制終端最終獲得的棄風量；λj為第j個棄風儲熱企業控制終端的決策變量；
電網調度中心對出清模型進行求解，得到風電場的出力曲線，下發給風電場控制終端；同時電網調度中心也向各棄風儲熱企業控制終端下達最終獲得的棄風量；所述的出清模型為：
其中：M為風電場控制終端數量，為第i個風電場的最大棄風量，N為棄風儲熱企業控制終端數量。
根據日前常規機組的開機計劃出力，考慮常規機組的最小技術出力，使用電網的預測負荷出力減常規電源最小技術出力，得到風電接納空間預測風電出力為則前客觀棄風序列為：
所述的電采暖用電計劃曲線數據由棄風供熱企業控制終端根據日前客觀棄風序列數據制定。
本發明提出了一種用于儲熱消納棄風的電力分配方法，該方法基于日前客觀棄風預評估和日內客觀棄風評估，允許存在棄風的風電場和棄風供熱企業通過控制終端共同使用線性供給函數模型參與電力分配過程。該方案具有以下特點：進行日前客觀棄風預評估和日內客觀棄風評估，明確電網實際存在的棄風量；采用競價數據的交互設計，允許風電場和棄風供熱企業通過控制終端共同參與電力分配過程，進一步優化分配過程。
附圖說明
圖1是儲熱消納棄風市場的棄風出清量；
圖2是儲熱消納棄風市場的出清價格。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施方式對本發明做進一步闡述和說明。
第一步：首先進行日前棄風預評估：風電場控制終端向電網調度中心發送風電預測出力，電網調度中心根據電網當前運行狀態、風電預測出力和負荷數據，計算日前客觀棄風序列數據。具體可以根據日前火電、水電等常規機組的開機計劃出力，考慮常規機組的最小技術出力，使用電網的預測負荷出力減常規電源最小技術出力，得到風電接納空間預測風電出力為則前客觀棄風序列為：
第二步：通過電網調度中心向棄風儲熱企業控制終端下發日前客觀棄風序列數據，棄風供熱企業控制終端根據日前客觀棄風序列數據制定電采暖用電計劃曲線數據，然后棄風儲熱企業控制終端向電網調度中心反饋本企業的電采暖用電計劃曲線數據；
第三步：電網調度中心進行日內棄風評估，根據日內常規機組實際計劃出力以及風電超短期功率預測出力，計算當前時刻的客觀棄風量，并依據棄風排序確定每個風電場當前時刻的棄風量，并向棄風儲熱企業控制終端和風電場控制終端發送當前時刻的棄風量；
第四步：棄風儲熱企業控制終端和風電場控制終端收到當前時刻的棄風量后，向電網調度中心反饋報價數據，電網調度中心根據報價數據和當前時刻的棄風量進行匹配，再分配各個棄風儲熱企業獲得的棄風量，并將棄風量信息發送至棄風儲熱企業控制終端。
第五步：電網調度中心根據報價數據和當前時刻的棄風量進行匹配方法如下：第i個風電場控制終端和第j個棄風儲熱企業控制終端報價分別采用線性報價模型Bi和Hj：
Bi＝αi+βiPi
其中：αi、βi為第i個風電場控制終端的決策變量；Pi為第i個風電場控制終端的棄風上網電量；為第j個棄風儲熱企業控制終端的最大儲熱需求；Dj為第j個棄風儲熱企業控制終端最終獲得的棄風量；λj為第j個棄風儲熱企業控制終端的決策變量；
電網調度中心對出清模型進行求解，得到風電場的出力曲線，下發給風電場控制終端；同時電網調度中心也向各棄風儲熱企業控制終端下達最終獲得的棄風量；所述的出清模型為：
其中：M為風電場控制終端數量，為第i個風電場的最大棄風量，N為棄風儲熱企業控制終端數量。
第六步：確認棄風電力交易，風電場t上網電量分為兩部分：正常上網電量和在儲熱消納棄風市場消納的棄風量假設Cw為正常風電上網電價，為儲熱消納棄風市場電力出清價格，則風電場t時刻的收益RW為
對于棄風供熱企業，其消耗的電量分為正常上網電荷和在儲熱消納棄風市場認購的電量假設正常網電價格為Cgrid，則棄風供熱企業需要支出的費用RH為
本發明中電網調度中心、棄風儲熱企業控制終端和風電場控制終端均可以采用現有的PC機、服務器等形式實現。
以下結合附圖，以實施例作詳細說明。測試算例根據上述方法實現，具體數據和結果如下：包含10個風電場和5個棄風供熱企業，總共15個競爭主體。10個風電場的棄風數據由2013年遼寧省某風電場類比得到。每個儲熱消納棄風的交易時段為15分鐘。
首先進行日前客觀棄風預評估，得到10個風電場的日前客觀棄風序列。該客觀棄風序列可用于熱電供熱企業未來24小時內儲熱計劃的實施。然后，在日內，電網調度中心根據當前的日內火電、水電等常規機組實際計劃出力、風電超短期功率預測出力以及負荷數據，計算前15分鐘的客觀棄風序列，并發布在聯合調度平臺。風電場與棄風供熱企業根據聯合調度中心的棄風數據進行報價決策，最后的棄風量出清結果如圖1所示，出清價格如圖2所示。
對比圖1和2，可以發現在棄風較多時，風電場就會報比較低的價格，保證己方的棄風盡可能多的上網。而棄風較多時，市場出清價格一般較低，此時儲熱企業會愿意接受更多的棄風。可見，儲熱消納棄風的市場出清價格隨著市場供給充裕度的變化會有較大變化。故本發明采用供給函數模型能很好地調節電力市場的分配。
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