[發明專利]風電場群風儲系統選址定容聯合優化的方法

有效

• 申請號: 201810101323.8
• 申請日: 2018-02-01
• 公開（公告）號: CN108288861B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 江岳文;溫步瀛;林建新;王燕彬
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/32;H02J3/48;G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

1.一種風電場群風儲系統選址定容聯合優化的方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1：獲取風電場群各風電場出力時間序列；

步驟S2：綜合考慮電網輸電收益、高低壓側輸電工程建設成本、儲能功率配置成本以及可能的阻塞造成的風電場群棄風損失，構建能夠反映風儲聯合系統社會效益的中心變電站定位，輸電容量及儲能功率配置聯合優化模型，其目標函數為風儲聯合系統社會效益最大化；用數學函數表述如下：

其中，f表示風電場群外送輸電工程每年的社會效益；R(P_line,C_e)表示輸電工程每年的輸電收益；C_line(P_line)表示輸電工程的建設成本；L(P_L1,P_L2,…,P_Ln,P_line)表示每年的棄風損失；C_ESS(C_e)表示儲能系統配置成本；P_L1表示風電場1到中心變電站的輸電線路容量；P_L2表示風電場2到中心變電站的輸電線路容量；P_Ln表示風電場n到中心變電站的輸電線路容量；P_line表示風電場群中心變電站高壓側到電力系統接入點的輸電線路容量；C_e表示儲能最大充放電功率；

步驟S3：求解風儲聯合系統外送優化模型，得到中心變電站的位置、風電場到中心變電站的最優出線容量、中心變電站到電力系統的最優輸電容量、儲能功率最優配置方案；

所述步驟S2中，電網輸電收益是根據風儲聯合系統每年送出的電量計算得出，用數學函數表述如下：

R(P_line,C_e)＝K_r(G_wind+G_found)

其中，K_r表示輸電企業輸送單位風電電量的收費；G_wind表示未計及儲能系統輸電工程每年送出的風力發電電量；G_found表示由于配置儲能系統使輸電工程每年增加送出的電量；

G_wind和G_found，用數學函數表述如下：

其中，t_line表示風電場群輸出功率高于外送輸電線容量的持續出力時間；T表示風電場群總的持續出力時間；t_e為風電場群出力高于出線容量與儲能功率之和的持續出力時間；P(t)為風電場i在t時刻的外送功率；

所述步驟S2中，高低壓側輸電工程建設成本及儲能功率配置成本是采用費用等年值法計算得出，其中，高低壓側輸電工程建設成本用數學函數表述如下：

其中，K_c1表示低壓側單位容量、單位長度的輸電工程造價；K_ch表示高壓側單位容量、單位長度的輸電工程造價；P_Li表示風電場i到中心變電站的輸電線路容量；L_i表示風電場i到中心變電站的輸電線路長度；n表示風電場群中有n個風電場；L表示風電場群中心變電站到系統接入點輸電線路長度；T_s表示輸電投資靜態回收周期；r表示貼現率；

儲能系統配置成本用數學函數表述如下：

其中，C₁表示儲能系統功率價格；C_e表示儲能系統配置的功率；T_c表示儲能壽命周期；

所述步驟S2中，風電場群棄風損失是根據風儲聯合系統每年的棄風電量計算得出，用數學函數表述如下：

其中，K_l為棄風損失的單價，按風電發電單價計算；G_losti為風電場i到中心變電站的輸電線路容量限制而造成的年棄風電量，G_losta表示中心變電站高壓側到電力系統接入點的輸電線路容量限制造成的棄風損失；

G_losti和G_losta，用數學函數表述如下：

其中，t_Li為風電場i出力高于輸電線路容量P_Li的持續出力時間；P_i(t)為風電場i在t時刻的外送風電出力。

2.根據權利要求1所述的風電場群風儲系統選址定容聯合優化的方法，其特征在于，所述步驟S2中，目標函數包括的約束條件有：各風電場外送線路容量約束、風電場群外送線路容量約束、儲能系統充放電功率約束、儲能系統荷電狀態平衡約束、儲能系統容量約束和儲能系統能量平衡約束；其中，

(a)風電場外送線路容量約束、風電場群外送線路容量約束，用數學函數表述如下：

0≤P(t)≤P_line

0≤P_i(t)≤P_Li

(b)儲能系統充放電功率約束，用數學函數表述如下：

|P_e(t)|≤C_e

(c)儲能系統荷電狀態平衡約束，用數學函數表述如下：

SOC(t)＝SOC(t-1)+P_e(t)

其中，SOC(t)表示儲能系統在t時刻的荷電狀態；

(d)儲能系統容量約束，用數學函數表述如下：

SOC(t)＜SOC_max

其中，SOC_max表示儲能系統允許的最大荷電狀態；

(e)儲能系統能量平衡約束，用數學函數表述如下：