[發明專利]考慮壓縮空氣儲能的風電并網機組組合方法及裝置

有效

• 申請號: 201711121028.0
• 申請日: 2017-11-14
• 公開（公告）號: CN107742901B
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發明（設計）人: 梅生偉;陳來軍;盧強;薛小代
• 申請（專利權）人: 清華大學;國網安徽省電力有限公司;清華四川能源互聯網研究院;國網安徽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;H02J3/24
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張潤

本發明公開了一種考慮壓縮空氣儲能的風電并網機組組合方法及裝置，其中，方法包括：根據歷史數據對風電出力進行預測，構造風電出力不確定集合；設置壓縮空氣儲能系統每個時段的出力約束和儲能能量約束；設置電力系統的以最小化成本為目標的優化目標函數；設置電力系統每個時段需滿足的功率平衡約束、備用約束、爬坡約束、線路潮流約束；設置火電機組的出力約束、最小啟停機約束；構建考慮壓縮空氣儲能的魯棒機組組合模型，并求解魯棒機組組合模型得到考慮壓縮空氣儲能的魯棒機組組合策略。該方法可以考慮風電不確定性的含壓縮空氣儲能機組組合策略，從而充分發揮壓縮空氣儲能系統調峰特性，有效提高新能源消納比例。

技術領域

本發明涉及新能源并網調度技術領域，特別涉及一種考慮壓縮空氣儲能的風電并網機組組合方法及裝置。

背景技術

隨著經濟的發展，當今社會正面臨著能源短缺和環境污染的雙重壓力。因此，大規模開發可再生能源成為國際能源戰略關注的焦點。風力發電作為大規模新能源利用的典型，其接入給傳統電力系統帶來了巨大的沖擊。據統計，截止至2013年底，全球累計風電裝機容量為486.7GW，同比增長12.62％，其中新增裝機容量超過54.6GW，亞洲地區總裝機容量為203.64GW，占全球風電總裝機容量的41.84％。風電的大規模的使用為減少溫室氣體排放，降低大氣污染做出了巨大的貢獻。

然而，風電、光伏等可再生能源發電具有較強的隨機波動性和不確定性，難以準確預測，并且其大規模接入對電力系統的安全經濟運行提出了挑戰。電力系統供需功率要求實時平衡，電能難以大規模存儲，風電消納的重點在于應對風電出力的不確定性和反調峰特性。相關技術中主要通過以下幾種方法進行操作：電力系統調度技術和電力儲能技術。其中，電力系統調度的關鍵任務是保證電網的穩定性、安全性和經濟性，保證用戶獲得電能的質量。由于負荷在時空分布的不均勻，導致了電能需求隨時間和地點而變，為滿足荷源實時平衡，在實際運行中，需要制定合理的調度計劃，包括在日前制定機組組合計劃和在日內進行備用整定等。近年來儲能技術蓬勃發展，出現了許多新型的儲能方式，常見的包括抽水蓄能、電池儲能和壓縮空氣儲能。通過增加儲能系統，在負荷的低谷期存入電能，在負荷的高峰期再作為電源釋放電能，作為能量緩沖，實現削峰填谷的目的。目前主流的儲能技術各有優缺點，其中，抽水蓄能功率大、容量大且成本低，但是其對場地要求特殊；電池儲能具有高能量密度和高效率，但具有壽命限制且回收時對環境具有影響；壓縮空氣儲能具有大功率、大容量的優點，且應用不受場地限制，具有優越性，但該方法沒有考慮風電等不確定源的接入對電網調度方式的影響。

相關技術中，應對不確定性的優化調度方法主要包括三大類：隨機規劃、模糊規劃和魯棒性化。其中，隨機規劃即采用隨機變量對不確定性進行描述，根據日前實測數據得到該隨機變量的概率分布函數，代入求解。模糊規劃使用模糊變量來描述，用模糊集合表示約束條件進行求解。魯棒優化，即將不確定性的所有可能實現建立成一個不確定集合，優化的結果能夠抵抗最壞場景下對上層優化結果可行性的沖擊。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。

為此，本發明的一個目的在于提出一種考慮壓縮空氣儲能的風電并網機組組合方法，該方法可以提高新能源消納能力，有效提高新能源消納比例。

本發明的另一個目的在于提出一種考慮壓縮空氣儲能的風電并網機組組合裝置。

為達到上述目的，本發明一方面實施例提出了一種考慮壓縮空氣儲能的風電并網機組組合方法，包括以下步驟：根據歷史數據對風電出力進行預測，構造風電出力不確定集合；設置壓縮空氣儲能系統每個時段的出力約束和儲能能量約束；設置電力系統的以最小化成本為目標的優化目標函數；設置所述電力系統每個時段需滿足的功率平衡約束、備用約束、爬坡約束、線路潮流約束；設置火電機組的出力約束、最小啟停機約束；構建考慮壓縮空氣儲能的魯棒機組組合模型，并求解所述魯棒機組組合模型得到考慮壓縮空氣儲能的魯棒機組組合策略。