[發(fā)明專利]通過電轉氣儲能技術提高電力系統(tǒng)對風電消納能力的方法

有效

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• 申請日: 2017-04-13
• 公開（公告）號: CN106877409B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發(fā)明（設計）人: 荊樹志;聶萌;王洋;徐珂;朱曉榮;韓丹慧
• 申請（專利權）人: 國網(wǎng)山東省電力公司菏澤供電公司;華北電力大學（保定）
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46;G06Q50/06
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發(fā)明公開了一種通過電轉氣儲能技術提高電力系統(tǒng)對風電消納能力的方法，包括預測日前t時段系統(tǒng)負荷和日前t時段風電出力、以“確保系統(tǒng)對預測所得風電按最小棄風方式消納”為原則，設定優(yōu)化風電消納能力的調度方案Ⅰ、判斷是否需要平移負荷參與、求解可平移負荷、判斷是否需要電轉氣儲能裝置工作和啟動電氣儲能步驟。本發(fā)明可在風電出力過大時通過電轉氣裝置消納一部分風電，減少對電力系統(tǒng)的沖擊，其得到的人造天然氣可以直接在天然氣系統(tǒng)中進行存儲和運輸，減少了對儲能電池的需求，降低了儲能成本。另一方面，天然氣可以供給一部分熱負荷，減小了熱電廠的壓力。

技術領域

本發(fā)明涉及一種提高電力系統(tǒng)對風電消納能力的方法，尤其涉及一種通過電轉氣儲能技術提高電力系統(tǒng)對風電消納能力的方法，屬于新能源技術領域。

背景技術

大規(guī)模風電并網(wǎng)是發(fā)展新能源的主要形式之一，是我國新能源發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。隨著我國風電裝機容量的快速增長，大規(guī)模風電并網(wǎng)消納問題越來越突出。風電本身的隨機性和波動性，使得風電場的功率輸出具有很強的隨機性，在風速預測沒有達到足夠精度的條件下，小時級的風功率變化和預測誤差意味著對電力系統(tǒng)造成很大的沖擊。此外，我國風能資源豐富地區(qū)距離負荷中心較遠，大規(guī)模風力發(fā)電無法就地消納，需要通過輸電網(wǎng)遠距離輸送到負荷中心。大量風電功率遠距離輸送往往會造成系統(tǒng)電壓大幅變化，局部電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性受到影響、穩(wěn)定裕度降低。

為了提高電力系統(tǒng)對風電的消納能力，公告號為CN105656025A的中國發(fā)明專利，公開了一種提高風電消納能力的方法。該方法是在預測了第二天的風電出力和負荷數(shù)據(jù)的基礎上，判斷是否有棄風出現(xiàn)，從而對平移負荷進行控制，生成日前調度計劃，在一定程度上可以提高風電的使用量。但是，由于風能的波動性和隨機性強，很難實現(xiàn)精準預測，當風速突然過大時，就會有大量的棄風或者出現(xiàn)切機。劉新方等人在電力系統(tǒng)保護與控制，2012,40(6):35-39.“利用合理棄風提高大規(guī)模風電消納能力的理論研究”中公開了一種通過合理棄風放棄部分風電發(fā)電容量來日高大規(guī)模風電消納能力的方法，利用weibull分布擬合等效負荷曲線并作為分析依據(jù)，量化棄風功率對調峰的改善系數(shù)和棄風對風電發(fā)電容量的影響。該方法可以在一定程度上提高大規(guī)模風電消納能力，然而是以犧牲一部分風能為代價。

儲能系統(tǒng)可以有效抑制風電功率波動、平滑輸出電壓、提高電能質量，是保證風力發(fā)電并網(wǎng)運行，促進風能利用的關鍵技術。王再闖等人在可再生能源，2014，32(7)：954-960.“基于儲能電站提高風電消納能力的電源規(guī)劃研究”中公開了一種在風電開發(fā)之初，從規(guī)劃層面利用儲能電站優(yōu)化區(qū)域電力系統(tǒng)電源結構，從而提高電網(wǎng)對風電的消納能力的方法。綜合考慮環(huán)境效益、社會效益、市場競爭力后，以風電消納能力最大和國民經(jīng)濟投入最小為目標函數(shù)，構建了包含火電、儲能電站、大規(guī)模風電的電源規(guī)劃模型。陸秋瑜等在廣東電力，2015,28(12)：19-24.“提高風電消納能力的儲能優(yōu)化配置方法”公開了一種綜合考慮風儲系統(tǒng)、常規(guī)機組和電網(wǎng)相互關系的儲能隨機規(guī)劃模型，提出了以棄風比例為約束、投資成本最小的儲能功率和容量配比優(yōu)化方法。

目前儲能系統(tǒng)的高成本制約了其應用，而且以成本最小為目標函數(shù)，就有可能造成棄風量太多的問題。而且儲能容量有限，風電大范圍波動時，儲能沒有足夠大的容量空間，另外，風電出力較小的季節(jié)，儲能容量配置可能過剩，儲能系統(tǒng)得不到充分利用。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種通過電轉氣儲能技術提高電力系統(tǒng)對風電消納能力的方法。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是：

一種通過電轉氣儲能技術提高電力系統(tǒng)對風電消納能力的方法，包括以下步驟：

步驟1：預測日前t時段系統(tǒng)負荷P_LOAD,t和日前t時段風電出力 t∈1,…,T，1-T為次日24個時段：由以下具體步驟組成：

步驟1-1：將過去一個月風電場的實測風電出力數(shù)據(jù)進行頻域分解，得到日周期頻域分量、低頻分量和高頻分量；