[發明專利]考慮壓縮空氣儲能的風電并網備用整定方法及裝置

有效

• 申請號: 201711311268.7
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN107994609B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 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
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/28
• 代理公司: 11201 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 張潤

本發明提出了一種考慮壓縮空氣儲能的風電并網備用整定方法及裝置，其中，方法包括：根據風電歷史數據對風電處理進行預測，構建風電不確定集合；獲取電力系統每個時段需滿足的發電容量約束、功率平衡約束、傳輸潮流約束和備用量約束；獲取壓縮空氣儲能系統每個時段的出力約束和儲能能量約束；獲取所述電力系統的最小化成本目標函數；構建考慮壓縮空氣儲能的魯棒備用整定模型；利用混合整數線性規劃轉化及C&CG求解算法求解所述魯棒備用整定模型，獲取考慮壓縮空氣儲能的魯棒備用整定策略。該方法具有充分發揮壓縮空氣儲能可等效增加系統旋轉備用的特性，提高系統安全，提升穩定水平的優點。

技術領域

本發明涉及新能源并網調度技術領域，尤其涉及一種考慮壓縮空氣儲能的風電并網備用整定方法及裝置。

背景技術

隨著電力市場化改革不斷深入，以及終端用戶用電需求的不斷提升，電力行業面臨著前所未有的挑戰，發展新一代智能電網成為了電力行業應對挑戰、開拓創新的必然選擇。但是，智能電網的蓬勃發展也給傳統的電力系統帶來了運行、調度、控制、通信等諸多領域的轉變。在發電側,主要是電網中的太陽能、風能等大規模可再生能源的接入，增加了發電的不確定性，對電網的可靠性和安全性提出了挑戰。據統計，截至2014年，我國新增裝機容量23,196MW，同比增長44.17％，占全球當年新增裝機容量的45.36％，全球排名第一。2014年我國累計風電裝機總容量114,609MW，占全球累計風電裝機容量的31.01％，是火電和水電之外的第三大能源。風力發電的發展，對于滿足能源供應，促進地區經濟發展，改善能源結構，節能減排等方面都有著重要意義。然而，風能具有間歇性、波動性和隨機性，導致能量無法穩定連續輸出，給電力系統調度人員帶來了困難。在實時調度中，天氣變化、負荷突變等特殊原因，會對實時調度造成一定的沖擊。因此，必須在日內根據實際運行情況，對機組出力進行校正。一般做法是在日前機組組合給定的情況，通過預留一定的備用容量來防止突然的沖擊。現行主流備用模式包括兩種：

發電和備用獨立決策，機組出力由最優潮流或經濟調度結果給出，備用按照某一準則整定，并下發執行。優點是將發電和備用調度解耦、缺點是不能使經濟性達到最優。但是，隨著風能等大規模可再生能源的接入，由于其高不確定性和低預測精度，僅采用傳統方法進行整定已經無法保證電力系統的安全性了。

將發電計劃和備用整定作為一個整體協調考慮，綜合各種約束，將發電與備用的優化問題統一成一個聯合經濟調度問題，并通過魯棒調度給出能保證風電各場景下安全性的運行點設置，該方法受制于系統備用的可調節范圍。隨著儲能技術尤其是壓縮空氣儲能的迅猛發展，為該備用整定問題提供了新契機。壓縮空氣儲能具有功率和電壓均可調節的同步發電系統，且響應迅速，其大量應用可等效增加系統旋轉備用，提高系統安全穩定水平。

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，本發明的一方面目的在于提出一種考慮壓縮空氣儲能的風電并網備用整定方法，該方法可以充分發揮壓縮空氣儲能可等效增加系統旋轉備用的特性，提高系統安全穩定水平。

本發明另一方面目的在于提出一種考慮壓縮空氣儲能的風電并網備用整定裝置。

為達到上述目的，本發明一方面的實施例提出了一種考慮壓縮空氣儲能的風電并網備用整定方法，包括以下步驟：根據風電歷史數據對風電處理進行預測，構建風電不確定集合；獲取電力系統每個時段需滿足的發電容量約束、功率平衡約束、傳輸潮流約束和備用量約束；獲取壓縮空氣儲能系統每個時段的出力約束和儲能能量約束；獲取所述電力系統的最小化成本目標函數；構建考慮壓縮空氣儲能的魯棒備用整定模型；以及利用混合整數線性規劃轉化及C&CG求解算法求解所述魯棒備用整定模型，獲取考慮壓縮空氣儲能的魯棒備用整定策略。