[發(fā)明專利]考慮爬坡功率有限度平抑的光伏電網(wǎng)儲能配置方法及系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2017-09-18
• 公開（公告）號: CN107565587B
• 公開（公告）日: 2019-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 付愛慧;張峰;徐震
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J3/38
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

本發(fā)明公開了一種考慮爬坡功率有限度平抑的光伏電網(wǎng)儲能配置方法及系統(tǒng)，其中該光伏電網(wǎng)儲能配置方法，包括基于儲能系統(tǒng)ESS的充放電特性，基于光伏發(fā)電出力爬坡率建立ESS動作狀態(tài)模型，并根據(jù)ESS的實時SOC對充放電功率進行動態(tài)調(diào)整以實現(xiàn)光伏波動的有限度平抑；考慮光伏電網(wǎng)中爬坡事件對電網(wǎng)調(diào)頻備用的需求，以等效收益最大為目標(biāo)，建立ESS容量的優(yōu)化配置模型；求解ESS容量的優(yōu)化配置模型，得到最優(yōu)儲能配置容量。本發(fā)明的該方法能夠在有效平滑光伏功率波動的前提下，使系統(tǒng)等效收益最高，從而在平滑效果和經(jīng)濟效益之間取得一定的平衡。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光伏電網(wǎng)領(lǐng)域，尤其涉及一種考慮爬坡功率有限度平抑的光伏電網(wǎng)儲能配置方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來，光伏發(fā)電技術(shù)在世界各地得到迅速發(fā)展，光伏滲透率也越來越高。與其它新能源發(fā)電相比，光伏發(fā)電的波動性和隨機性更強，多云或雷陣雨天氣發(fā)電功率在1分鐘內(nèi)甚至可驟降60％以上。在高滲透率光伏電網(wǎng)中，光伏發(fā)電功率的短期大幅度波動會引發(fā)系統(tǒng)頻率波動，影響系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。儲能系統(tǒng)(energy storage system，ESS)具有響應(yīng)速度快、雙向調(diào)節(jié)等優(yōu)勢，已成為應(yīng)對光伏功率大幅度隨機波動的重要途徑。但是，目前儲能資源的價格比較昂貴，無法完全依賴儲能系統(tǒng)應(yīng)對光伏功率的大爬坡事件。因此，在高滲透率光伏系統(tǒng)中，對ESS進行優(yōu)化配置，利用有限的儲能容量實現(xiàn)光伏波動的有限度平抑，將是保證高滲透率光伏電網(wǎng)的頻率穩(wěn)定的重要方式。

目前，國內(nèi)外學(xué)者對儲能容量配置問題展開了較多研究，并取得一定的理論成果。但已有的ESS容量配置方法中，尚未見從光伏功率波動對電網(wǎng)頻率影響的角度，考慮ESS投入對降低電網(wǎng)調(diào)頻備用的影響，利用優(yōu)化的儲能容量應(yīng)對高滲透率光伏電網(wǎng)中的功率大幅度爬坡事件。實際上，合理的控制策略可以利用有限儲能容量實現(xiàn)光伏輸出波動的最優(yōu)平抑效果，降低電網(wǎng)調(diào)頻備用的需求，保持電網(wǎng)頻率的穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的第一目的是提供一種考慮爬坡功率有限度平抑的光伏電網(wǎng)儲能配置方法。該方法不僅能夠增加等效收益提高系統(tǒng)運行經(jīng)濟性，而且在構(gòu)建的儲能充放電策略引導(dǎo)下，可有效處理光伏輸出功率的大爬坡事件，減少光伏輸出波動對電網(wǎng)頻率的影響。

本發(fā)明的一種考慮爬坡功率有限度平抑的光伏電網(wǎng)儲能配置方法，包括：

步驟1：基于儲能系統(tǒng)ESS的充放電特性，基于光伏發(fā)電出力爬坡率建立ESS動作狀態(tài)模型，并根據(jù)ESS的實時SOC對充放電功率進行動態(tài)調(diào)整以實現(xiàn)光伏波動的有限度平抑；

步驟2：考慮光伏電網(wǎng)中爬坡事件對電網(wǎng)調(diào)頻備用的需求，以等效收益最大為目標(biāo)，建立ESS容量的優(yōu)化配置模型；

步驟3：求解ESS容量的優(yōu)化配置模型，得到最優(yōu)儲能配置容量。

進一步的，在所述步驟1中，ESS動作狀態(tài)包括：ESS不動作狀態(tài)、ESS充電狀態(tài)和ESS放電狀態(tài)這三種動作狀態(tài)。

進一步的，在所述步驟1中，在光伏出力趨于平緩的情況下，減小儲能充放電次數(shù)，為下次大爬坡事件提供充足的儲能備用，以實現(xiàn)在有限容量條件下的光伏波動的有效平抑。

進一步的，在所述步驟1中，根據(jù)ESS的實時SOC對充放電功率進行動態(tài)調(diào)整的過程包括：

當(dāng)ESS的實時SOC小于預(yù)設(shè)SOC最小值，且光伏發(fā)電的爬坡率小于國家標(biāo)準(zhǔn)最大限值的相反數(shù)時，減小儲能系統(tǒng)的放電功率；

當(dāng)ESS的實時SOC小于預(yù)設(shè)SOC最小值，且光伏發(fā)電的爬坡率介于0與國家標(biāo)準(zhǔn)最大限值之間時，調(diào)整充電狀態(tài)；

當(dāng)ESS的實時SOC大于預(yù)設(shè)SOC最大值，且光伏發(fā)電的爬坡率介于國家標(biāo)準(zhǔn)最大限值的相反數(shù)與0之間時，調(diào)整放電狀態(tài)；

當(dāng)ESS的實時SOC大于預(yù)設(shè)SOC最大值，且光伏發(fā)電的爬坡率大于國家標(biāo)準(zhǔn)最大限值時，減小儲能系統(tǒng)充電功率。