[發(fā)明專利]風(fēng)電場群風(fēng)儲系統(tǒng)選址定容聯(lián)合優(yōu)化的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810101323.8
• 申請日: 2018-02-01
• 公開（公告）號: CN108288861B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 江岳文;溫步瀛;林建新;王燕彬
• 申請（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 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(chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊

本發(fā)明涉及一種風(fēng)電場群風(fēng)儲系統(tǒng)選址定容聯(lián)合優(yōu)化的方法。該方法考慮中心變電站位置的設(shè)置，優(yōu)化風(fēng)電場群中心變電站高低壓側(cè)輸電容量及儲能系統(tǒng)功率配置；綜合考慮電網(wǎng)輸電收益、中心變電站高低壓側(cè)輸電工程建設(shè)成本、儲能功率配置成本以及可能的阻塞造成的棄風(fēng)損失，構(gòu)建能夠反映風(fēng)儲聯(lián)合系統(tǒng)社會效益最大化的優(yōu)化模型，獲得中心變電站位置、高低壓側(cè)輸電容量及儲能功率配置。該方法的實施有利于合理規(guī)劃風(fēng)電場群外送輸電工程，充分利用風(fēng)資源，提高風(fēng)電規(guī)劃工程的社會效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電網(wǎng)規(guī)劃領(lǐng)域，特別涉及一種風(fēng)電場群風(fēng)儲系統(tǒng)選址定容聯(lián)合優(yōu)化的方法。

背景技術(shù)

我國風(fēng)力資源遠離負荷中心，風(fēng)電場群多處于電網(wǎng)末端，風(fēng)電無法就地消納，需要建設(shè)配套的遠距離輸電線路，將電能輸送到負荷中心。風(fēng)電輸出功率波動大并且能量密度低，為了優(yōu)化風(fēng)電送出，合理利用輸電工程，降低線損，各風(fēng)電場出力先匯聚到中心變電站，由中心變電站升壓送出。中心變電站的位置直接影響各風(fēng)電場到中心變電站送出線路長度以及中心變電站到系統(tǒng)接入點風(fēng)電場群外送輸電線路長度，進而影響風(fēng)儲聯(lián)合外送系統(tǒng)的社會效益。另外，為了應(yīng)對風(fēng)電的波動性，減少棄風(fēng)，平穩(wěn)風(fēng)電出力，在中心變電站處配置儲能設(shè)施，儲能系統(tǒng)可以在負荷無法消納多余的風(fēng)電時，將原本應(yīng)該棄風(fēng)的電量進行儲存，在負荷高峰期當(dāng)風(fēng)電出力不足時，儲能系統(tǒng)將存儲的電量釋放。

在已有的研究中，要么固定中心變電站的位置，從經(jīng)濟角度構(gòu)建風(fēng)儲聯(lián)合外送優(yōu)化模型，要么考慮中心變電站的位置對優(yōu)化高低壓側(cè)輸電線路容量的影響，未考慮儲能容量配置對風(fēng)儲聯(lián)合外送系統(tǒng)經(jīng)濟性的影響。針對上述研究存在的不足，本發(fā)明對中心變電站位置、風(fēng)電場群中心變電站高低壓側(cè)輸電容量及儲能系統(tǒng)功率配置進行聯(lián)合優(yōu)化，兼顧了中心變電站位置對風(fēng)儲聯(lián)合系統(tǒng)社會效益影響的同時，也考慮了儲能系統(tǒng)配置對風(fēng)儲聯(lián)合外送工程效益的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種風(fēng)電場群風(fēng)儲系統(tǒng)選址定容聯(lián)合優(yōu)化的方法，該方法聯(lián)合優(yōu)化風(fēng)電場群風(fēng)儲聯(lián)合系統(tǒng)中心變電站位置的選址、風(fēng)電場群中心變電站高低壓側(cè)輸電容量及儲能系統(tǒng)功率配置,節(jié)約風(fēng)電場群輸電工程的投資，增加社會效益，有效利用風(fēng)資源。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種風(fēng)電場群風(fēng)儲系統(tǒng)選址定容聯(lián)合優(yōu)化的方法，包括如下步驟：

步驟S1：獲取風(fēng)電場群各風(fēng)電場出力時間序列；

步驟S2：綜合考慮電網(wǎng)輸電收益、高低壓側(cè)輸電工程建設(shè)成本、儲能功率配置成本以及可能的阻塞造成的風(fēng)電場群棄風(fēng)損失，構(gòu)建能夠反映風(fēng)儲聯(lián)合系統(tǒng)社會效益的中心變電站定位，輸電容量及儲能功率配置聯(lián)合優(yōu)化模型，其目標(biāo)函數(shù)為風(fēng)儲聯(lián)合系統(tǒng)社會效益最大化；用數(shù)學(xué)函數(shù)表述如下：

其中，f表示風(fēng)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(shè)成本；L(P_L1,P_L2,…,P_Ln,P_line)表示每年的棄風(fēng)損失；C_ESS(C_e)表示儲能系統(tǒng)配置成本；P_L1表示風(fēng)電場1到中心變電站的輸電線路容量；P_L2表示風(fēng)電場2到中心變電站的輸電線路容量；P_Ln表示風(fēng)電場n到中心變電站的輸電線路容量；P_line表示風(fēng)電場群中心變電站高壓側(cè)到電力系統(tǒng)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(fēng)儲聯(lián)合系統(tǒng)外送優(yōu)化模型，得到中心變電站的位置、風(fēng)電場到中心變電站的最優(yōu)出線容量、中心變電站到電力系統(tǒng)的最優(yōu)輸電容量、儲能功率最優(yōu)配置方案。

在本發(fā)明一實施例中，所述步驟S2中，電網(wǎng)輸電收益是根據(jù)風(fēng)儲聯(lián)合系統(tǒng)每年送出的電量計算得出，用數(shù)學(xué)函數(shù)表述如下：