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申请/专利权人：国网山西省电力公司经济技术研究院;重庆大学

摘要：本发明提供了一种新能源消纳成本全面测算与合理分摊方法、设备及介质，属于电力系统规划技术领域；解决了当前新能源消纳成本难以准确测算与合理分摊的问题；包括以下步骤：获取电力系统相关技术数据；以储能投资规划成本、储能设备和传统机组运行成本以及电力系统运行备用成本最小为目标函数，构建储能投资规划模型；采用内点法分别求解新能源接入电力系统前后的储能投资规划模型，并计算此时储能投资规划成本与电力系统运行备用成本之和的变化量，完成新能源消纳成本的全面测算；基于VCG理论计算各新能源的消纳成本替代效益，并根据综合分摊原则将消纳成本合理分摊给各新能源；本发明应用于高比例新能源电力系统。

主权项：1.一种新能源消纳成本全面测算与合理分摊方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、获取电力系统相关技术数据，包括电力系统输电网络结构、参数，新能源接入功率以及负荷功率；以储能投资规划成本、储能设备和传统机组运行成本以及电力系统运行备用成本最小为目标函数，构建含储能投资规划与备用服务的储能投资规划模型；步骤S1中构建的储能投资规划模型的目标函数为： ：上式中：Csys为电力系统总成本；为第b个储能设备单位功率的投资成本；为第g个传统机组运行报价；和分别为第b个储能设备在t时刻的放、充电报价；和分别为第r个备用服务设备在t时刻的上、下备用报价；为第b个储能设备的规划充放电功率；为第g个传统机组在t时刻的功率；和分别为第b个储能设备在t时刻的放、充电功率；和分别是第r个备用服务设备在t时刻提供的上、下备用容量；NB、NG和NR分别是电力系统的储能设备、传统机组和备用服务设备的个数；T是总时段数；所述目标函数的约束条件包括：新能源运行约束，包括：新能源渗透率要求，其表达式如下： ；最高弃电比例要求，其表达式如下： ；出力上下限约束，其表达式如下： ；上式中：为第n个新能源在t时刻接入电力系统的实际功率；为第n个新能源在t时刻的最大可发电功率，即出力上限；为第d个负荷节点在t时刻的负荷需求；α为电力系统渗透率要求；β为电力系统新能源最高弃电比例；NN和ND分别为电力系统新能源、接入负荷节点的个数；电力系统约束，包括：电力系统功率平衡约束，其表达式如下： ；线路传输容量限制约束，其表达式如下： ；电力系统运行备用需求约束，其表达式如下： ； ； ； ；上式中：L为电力系统线路总数；为电力系统线路l在t时刻的传输容量；和分别为电力系统线路l传输下、上容量限制；和分别为第g个传统机组在t时刻提供的上、下备用容量；和分别为第b个储能设备在t时刻提供的上、下备用容量；和分别为电力系统在t时刻的上、下备用总需求；和分别为电力系统上、下备用总需求比例系数；传统机组运行约束，包括：出力上下限约束，其表达式如下： ；爬坡约束，其表达式如下： ；运行备用上下限约束，其表达式如下： ； ；上式中：和分别为第g个常规机组的最小、最大有功出力；和分别为第g个常规机组的上、下爬坡速率；储能运行约束，包括：出力上下限约束，其表达式如下： ； ；运行备用上下限约束，其表达式如下： ； ；充放电物理约束，其表达式如下： ；荷电状态计算及限制约束，其表达式如下： ； ；上式中：和分别为第b个储能设备在t时刻和t-1时刻所存储能量；和分别为第b个储能设备可存储能量的最小、最大值；和分别表示第b个储能设备的充、放电效率；S2：采用内点法分别求解新能源接入电力系统前后的储能投资规划模型，并计算此时储能投资规划成本与电力系统运行备用成本之和的变化量，完成新能源消纳成本的全面测算；S3：基于Vickrey-Clarke-Groves理论计算各新能源的消纳成本替代效益，并根据综合分摊原则将消纳成本合理分摊给各新能源；步骤S3中各新能源的消纳成本替代效益计算如下： θ n =CD,N-CD,-n； ；上式中：θn为第n个新能源的消纳成本替代效益；CD,N为新能源接入电力系统后，储能投资规划成本与电力系统运行备用成本之和；CD,-n为第n个新能源不接入电力系统时，储能投资规划成本与电力系统运行备用成本之和；、和分别为第n个新能源不接入电力系统时，储能投资规划模型最优规划结果中的储能投资功率、电力系统上备用需求和电力系统下备用需求；步骤S3中的综合分摊原则通过以下三个步骤实现，包括：S3-1、考虑正替代效益的消纳成本分摊： ；上式中：为消纳成本替代效益大于等于0的新能源数量；为θn中大于等于0的部分；为θn大于等于0的第n个新能源所分摊的消纳成本；S3-2、考虑负替代效益的消纳成本分摊： ；上式中：为消纳成本替代效益小于0的新能源数量；为θn中小于0的部分；为成本替代效益θn小于0的第n个新能源所分摊的消纳成本；S3-3、综合考虑正负替代效益的消纳成本分摊原则： ； ； C n =a+b；上式中：a为正替代效益在所有替代效益之和中所占的比例系数；b为负替代效益在所有替代效益之和中所占的比例系数；为消纳成本替代效益大于等于0的新能源数量，为消纳成本替代效益小于0的新能源数量；Cn为第n个新能源在综合分摊原则下最终所分摊的消纳成本。

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