[發明專利]一種基于儲能的光伏電站群外送輸電容量靜態優化方法

有效

• 申請號: 201410535946.8
• 申請日: 2014-10-13
• 公開（公告）號: CN104283226A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 崔楊;李煥奇;嚴干貴;穆鋼
• 申請（專利權）人: 東北電力大學
• 主分類號: H02J3/28
• 分類號: H02J3/28
• 代理公司: 吉林市達利專利事務所 22102
• 代理人: 陳傳林

技術領域

本發明涉及一種基于儲能的光伏電站群外送輸電容量靜態優化方法。

背景技術

隨著經濟的快速發展，使人們同時面對著能源與環境的巨大壓力。太陽能作為一種可再生能源，具有安全、清潔、分布廣泛等特點，越來越受到人們的關注。大規模的集中式光伏并網發電系統是太陽能發電的發展趨勢之一，其大多分布在太陽能資源相對豐富穩定的偏遠地區，遠離負荷中心，通過高電壓、遠距離的輸電線路接入系統。

太陽能不同于風能、水能等其他可再生能源，有其獨特自然特性。光伏電站的發電量與太陽輻射強度、溫度密切相關。日落后，太陽能電池無法在夜間發電。由于云層遮擋導致太陽輻射的不確定性，光伏電站的保護動作，以及太陽能電池板熱斑效應、老化等因素，光伏電站的有功出力很難達到其峰值功率；同時，由于上述原因產生的有功出力波動，隨著光伏電站裝機容量的擴大，對電網穩定性的影響也難以忽視。儲能系統雖然成本較高，但可以實現能量的時空平移，滿足系統的有功平衡。對于擬建設的大規模的光伏電站群，可通過增加儲能系統來改善光伏電站群出力特性。

傳統光伏電站群輸電系統是通過線路將各個光伏電站功率匯集到一個中心變電站，再通過一回或多回電壓等級較高的輸電線路接入電網，輸電線路容量配置方法是按光伏電站的裝機容量來配置。對于具有大規模光伏發電接入電網的我國西部地區，光伏發電等效滿發年利用小時數約為1600小時。如果按照裝機容量配置輸電線路容量，這就會導致輸電線路利用水平較低；如果降低輸電線路容量，很可能導致在光伏發電高峰時段，功率不能及時送出，導致“棄光限電”現象發生。

對于大型光伏電站群，光伏電站建設投資大，但太陽能的轉化效率并不高。光伏電站群外送輸電容量配置，不僅要珍惜寶貴的太陽能發電資源，還要盡可能的減少光伏發電并網對電網造成的影響。因此，有必要考慮多方面的因素，優化輸電線路建設方案，提高輸電系統的綜合收益。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提出一種以光伏電站有功出力特性及負荷特性為基礎，綜合考慮輸電收益、輸電線路建設成本、儲能系統成本、減少備用容量及環境影響等因素，建立了以輸電系統綜合投資收益最大化為目標的優化函數，以此來優化光伏電站外送輸電容量的基于儲能的光伏電站群外送輸電容量靜態優化方法。

解決其技術問題采用的方案是：一種基于儲能的光伏電站群外送輸電容量靜態優化方法，它包括以下步驟：

1)光伏電站群出力特性分析

大規模的光伏電站群通常有多個光伏電站組成，每個光伏電站有功出力通過線路匯聚到一個主變電站，再通過一回或者多回輸電線路接入電網，不同安裝位置處的太陽能電池板所處的情況往往不同，導致不同位置或區域的光伏電池板輸出功率不同；同時，光伏電站與光伏電站間輸出功率也不完全相同，隨著光伏電站群的規模不斷擴大，光伏有功出力最大值以總裝機容量標幺化后，其值逐漸降低，通過光伏電站累積出力曲線來反映光伏電站群規模擴大后的功率變化規律，能夠作為優化輸電容量的依據；

2)結合儲能系統的光伏發電系統調峰能力分析

調峰的目的盡可能減少大功率負荷在用電負荷高峰的時段對電能的需求，其直觀的表現為減小負荷的峰谷差；結合儲能系統的輸電系統能夠減少部分輸電容量，通過儲能將光伏發電高峰時輸電線路無法送出的電能儲存起來，在用電高峰時將其釋放，即降低了輸電線路的成本，同時提高了電網的功率峰值，起到調峰作用，保證供電的可靠性；

3)基于儲能的外送輸電容量優化

基于光伏電站有功出力特性以及儲能系統作為降低輸電線路容量、調節負荷峰谷差的作用，同時考慮輸電線路建設成本、輸電收益、減小的調峰成本以及環境收益，構建了反映輸電工程綜合收益的輸電容量優化函數：