Page 61 - 电力与能源2022年第三期

施 勇, 等: 基于电碳耦合的配电网电源规划 2 1
5
源的年初装机容量、 年内新增装机容量及年末的 N M E P
C p , b , t = ( ΔP at c bt +E bt c bt +E bt c bt )
∑ b = 1
0 、 、 ———规划年内第t 年
最终装机容量; P bt P bt ΔP bt
( 18 )
源、 网、 荷端灵活性资源的年初装机容量、 年内新
———第t E at = ΔP atHat ( 19 )
增装机容量及年末 的 最 终 装 机 容 量; L t
———电 力 系 统 的 容 量 储 备 系 (
ï
年社 会 的 峰 荷; S Lt ì ΔP bt Hbt j=1 )
数; N ———系统配置的源端、 荷端及储端灵活性资 ï ï
j=2 )
E bt = í ∑ P bt , d Δd ( ( 20 )
源的种类。 ï
ï
j=3 )
( 2 ) 电量备用约束 î 0 (
M 式中 C p , a , t ———常规电源的运维成本; C p , b , t ———
(
H atΔP at ≥ D t 1+S dt ) ( 10 )
∑ a=1
E
O
M 、 、 ———
、 、 ———第t 规划年各类常规电源 源、 荷、 储端灵活性资源运维成本; c at c at c at
式中 H at D t S dt
———
的年利用小时数、 全年社会用电需求和用电量备
常规电源的年维护、 运行及碳排放成本; E at
常规机组在第t 年的发电量;( 1+θ ) ———运行
-1
用率。
( 3 ) 电源利用小时数约束 成本时间尺度的折算, 由年末折算至年前。
3.2.2 约束条件
min max ( 11 )
H at ≤ H at ≤ H at
( 1 ) 机组出力上下限约束
max min ———考虑电力系统诸多要素影
式中 H at 、 H at
min max ( 21 )
δ a ΔP at ≤ ΔP at , d ≤δ a ΔP at
响后的最大、 最小电源利用小时数。
———机组在运行模拟中 d 时刻的出
( 4 ) 资源禀赋约束 式中 ΔP at , d
min
max
、
力; δ a δ a 为出力上下限系数。
max ( 12 )
ΔP at ≤P a
( 2 ) 功率平衡约束
max ———常规电源在规划年内的最大开发
式中 P a
M N
上限。 ∑ a=1 ΔP at , d + ∑ b = 1 ΔP bt , d =P t , d ( 22 )
( 5 ) 电源比例约束 式 中 P t , d ———运 维 过 程 中 各 个 时 刻 的 负 荷
N 需求。
H atΔP at
∑ a=1 ( 13 )
M ≥ε t
H at ΔP at 4 实证分析
∑ a=1
式中 分子、 分母———第t 年清洁能源发电与整
以上海崇明电网作为算例, 进行中长期电源
个系统的总发电量, 发电量由年利用小时数与最
规划。根据当地实际情况设置灵活性资源: 源端
———第t年清洁能源发
终装机容量的乘积得出; ε t
( 燃气电厂)、 荷端( 电动汽车)、 储端( 储能装置)。
电量的最小占比。
4.1 负荷情况分析
( 6 ) 碳排放约束
根据崇明电网数据, 过去 10a崇明电网的峰
M
CO max , carbon ( 14 )
2
H atΔP at C at ≤E t
∑ a=1 荷情况如表 1 及图 1 所示。
CO max , carbon ———第t 年发电水平下排碳 表 1 2010 — 2020 年崇明电网年最高负荷及其增长率
式中 C at 2 、 E t
机组的碳排放系数和系统区域内规定系统碳排放 年份 2010 2011 2012 2013 2014 2015
上限。 峰荷 / MW 326 308 309 382 312 344
( 7 ) 其他约束 增长率 / % 10.9 -5.5 0.3 23.6 -18.4 10.3
年份 2016 2017 2018 2019 2020
{ P at ≥0 ( 15 ) 峰荷 / MW 377 437 409 429 476
P bt ≥0
增长率 / % 9.6 15.9 -6.4 4.9 10.9
3.2 生产模拟运行成本模型 由图 1 可以看出, 崇明在过去 10a里峰荷有
3.2.1 目标函数
3 次较大幅度的下降, 分别在 2011 年、 2014 年及
T
C p = ( C p , a , t+C p , b , t 1+ θ ) ( 16 ) 2018年。年最高负荷总体呈现上升趋势, 并且在
- 1
)(
∑ t =1
2018 年之后随着崇明生态岛产业布局的逐步实
M
E
M
P
C p , a , t = ( ΔP at c at +E at c at +E at c at )
∑ a= 1 施,“ 十四五” 期间年最高负荷增长率将呈现缓慢
( 17 ) 增长趋势。