[發明專利]一種減小風電棄風的方法和裝置

在審

• 申請號: 201710270535.4
• 申請日: 2017-04-24
• 公開（公告）號: CN106992541A
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 李建林;方勁宇;修曉青;謝志佳;田春光;惠東
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院;國家電網公司;國網吉林省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/28;H02J3/46
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明涉及一種減小風電棄風技術，具體涉及一種減小風電棄風的方法和裝置。

背景技術

近年來，隨著風電裝機容量的持續增長，中國三北地區源荷供需矛盾凸顯，棄風現象時有發生，風電就地消納能力不足已成為制約風電發展的主要因素。截至2014年底，全國全口徑風電累計并網容量已經達到95.8GW，同比增長25.6％，然而改年國內并網風電設備的利用小時數僅為1905h，同比下降了120h。電力電量平衡困難。尤其冬季供熱期用于電網調峰的火電機組調峰能力驟減，電網接納風電的空間減小，進一步引發高比例棄風。

由于風電出力具有“反調峰”特性，而火電機組的最低調峰極限為50％—60％，這使得在負荷低谷時段，火電機組即使全部壓出力下限運行仍存在大量棄風的現象，調峰資源難以滿足風電消納的需求。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供一種減小風電棄風的方法和裝置，儲能系統可通過動態吸收及釋放電能，實時實現電網調度，在風電出力過剩時，存儲電能以減少棄風，在風電出力不足時，釋放電能以滿足蓄熱式電鍋爐需求以盡可能少的調節蓄熱式電鍋爐運行功率，減少了風電棄風，提高了風電利用率，且采用儲能系統協調蓄熱式電鍋爐消納風電棄風的同時還可以為居民供暖，減小環境污染。

為了實現上述發明目的，本發明采取如下技術方案：

本發明提供一種減小風電棄風的方法，所述方法包括：

獲取風電場的風速和實時出力，并根據獲取的風電場的風速和實時出力確定風電場的棄風功率；

根據風電場的棄風功率確定儲能系統和蓄熱式電鍋爐同時參與消納的棄風量；

根據儲能系統和蓄熱式電鍋爐同時參與消納的棄風量和儲能系統的投資成本確定目標函數，并求解目標函數，得到減小風電棄風的蓄熱式電鍋爐跟蹤風電棄風方式的運行功率、儲能系統的容量和最大充放電功率。

所述獲取風電場的風速和實時出力，并根據獲取的風電場的風速和實時出力確定風電場的棄風功率包括：

t時刻風電場的棄風功率P(t)如下式所示：

P(t)＝P_L(t)-P_S(t)

其中，P_S(t)表示t時刻風電場的實時出力，P_L(t)表示t時刻風電場的理論出力，用功率曲線法將P_L(t)表示為：

其中，i、j、k均為風電場中風電機組的種類索引，i＝1,2,…,n，n為風電場中第i類風電機組的總數，j＝1,2,…,m，m為風電場中第j類風電機組的總數，k＝1,2,…,c，c為風電場中第i類風電機組的總數；v_t表示風電場t時刻的風速，f_i(v_t)表示風電場中第i類風電機組在v_t下的功率，f_j(v_t)表示風電場中第j類風電機組在v_t下的功率，f_k(v_t)表示風電場中第k類風電機組在v_t下的功率。

所述根據風電場的棄風功率確定儲能系統和蓄熱式電鍋爐同時參與消納的棄風量包括：

根據風電場的棄風功率確定儲能系統和蓄熱式電鍋爐同時參與消納的棄風量用E′_a,b(t)表示，有：

其中，P_E′(t)表示t時刻蓄熱式電鍋爐跟蹤風電棄風方式的運行功率，t₁′、t₂′分別表示儲能系統和蓄熱式電鍋爐同時參與時蓄熱式電鍋爐的啟停時間。

所述根據儲能系統和蓄熱式電鍋爐同時參與消納的棄風量和儲能系統的投資成本確定目標函數包括：

采用多目標優化算法，并以E′_a,b(t)、儲能系統的投資成本和蓄熱式電鍋爐運行功率的改變次數均最小為目標建立以下目標函數：

minW＝a₁E′_a,b(t)+a₂C_C+a₃k