Page 23 - 电力与能源2024年第一期

黄琳圣，等：高比例可再生能源电力系统中火电深度调峰改造经济性分析 17

（2）机组不能全功率运行，需要留有备用容
量，以防突发状况。备用约束如下：
I
∑ p i，max =(1 + j ) p LD，max （8）
i = 1
式中 p i，max——机组（包含火力机组、风力机组和
光 伏 机 组）i 的 最 大 发 电 功 率 ；p LD，max—— 最 大 负
j——储备系数， 5% ≤ j ≤ 10%。
荷；
1.2.3 蓄电池约束 图 1 电力系统简化拓扑
（1）蓄电池在充放电的时候功率具有上下限。 和启停成本的约束下，分别对一台火电机组进行
充放电约束如下： 深度调峰改造、两台火电机组进行深度调峰改造、
t
p sc，i，max ≤ p sc，i ≤ 0 （9） 三台火电机组进行深度调峰改造，或引入一个储
t
0 ≤ p sd，i ≤ p sd，i，max （10） 能装置、引入两个储能装置或引入三个储能装置
t
式中 p sc，i，max——最大充电功率；p sc，i——在 t 时间
未经过深度调峰改造前的进行计算，并将以上场
t
段的充电功率；p sd，i，max——最大放电功率；p sd，i—— 景的发电机组启停次数和新增的可再生能源发电
在 t时间段的放电功率。 量进行比较分析。
（2）蓄电池的容量有限，所以容量也有上下 未经过灵活性改造的 3 个火力发电机的容量

限。储能约束如下： 均为 100 MW，最小机组出力均为 50 MW，新增的
0 ≤ s i ≤ s i，max （11） 储能装置容量为 30 MW/75 MWh。各种场景的
t
t
式 中 s i—— 第 i 个 蓄 电 池 在 t 时 间 段 的 储 能 ；
改变情况如表 1 所示。
s i，max——第 i个蓄电池的最大储能上限。
表 1 各种场景的改变情况
1.2.4 风光机组约束
项目 启停情况/次 新增可再生能源/MWh
风光出力波动很大，也具有上下限。风光机 一台机组改造 0 133 225
组功率约束如下： 两台机组改造 8 760 2 233 800
三台机组改造 8 760 3 854 400
t （12）
一台储能装置 0 700 887.6
0 ≤ p w，i ≤ p w，i，max
t
0 ≤ p pv，i ≤ p pv，i，max （13） 两台储能装置 8 760 2 102 400
t
式 中 p w，i —— 风 力 机 组 i 在 t 时 间 段 的 功 率 ； 三台储能装置 8 760 2 759 400
t
p pv，i——光伏机组 i 在 t 时间段的功率；p w，I，max——
3 火电机组深度调峰改造的经济性
风力机组 i 的最大发电功率；p pv，i，max——光伏机组 i
的最大发电功率。 3.1 火电机组深度调峰改造的成本分析
3.1.1 机组内部改造
2 算例 火电机组深度调峰改造的成本主要包括对火

2.1 算例系统 电机组内部进行改造的费用、机组设备磨损的费

以 Case9 为基础的电力系统简化拓扑如图 1 用、深度调峰运行时投油产生的费用、环境污染的
所示。该电力系统有 5 台发电机（其中 1，2，3 是 费用等。

火力发电机组，10 是风力发电机组，11 是光伏发 无论火电机组运行在什么阶段都会产生费
电 机 组）、11 个 节 点 、11 条 支 路 ，功 率 基 准 值 为 用。当火电机组运行在 DPR（不投油深度调峰，
100 MVA，电压基准值为 220 kV。仿真时长为 1 机组最小出力不低于 40%）阶段时，会额外产生
年，将时间分为 8 760 个时间段。 机组设备磨损的费用；当火电机组运行在 DPRO
2.2 仿真结果分析 （投油深度调峰，机组最小出力低于 40%）阶段时，
在确定系统负荷和最大风光出力后，在爬坡 还会产生投油的额外成本和环境污染的费用。