[發明專利]一種儲能參與電力系統快速調頻的容量優化配置方法

有效

• 申請號: 201810711226.0
• 申請日: 2018-07-03
• 公開（公告）號: CN108988369B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 樊海鋒;蘇大威;余璟;吳海偉;江全元;彭志強;劉文龍;徐田
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司;國網江蘇省電力有限公司;浙江大學;江蘇省電力試驗研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/28
• 分類號: H02J3/28;H02J3/24
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 劉艷艷;董建林

1.一種儲能參與電力系統快速調頻的容量優化配置方法，其特征在于，讀取電力系統快速調頻瓶頸邊界場景，讀取電力系統潮流數據與穩定數據文件，建立電力系統有功-頻率動態特性模型，接著讀取儲能運行特性文件，建立含儲能電力系統有功-頻率動態特性模型；然后建立基于頻率跌落階段的儲能功率容量優化模型，通過求解優化模型，得到儲能參與電力系統快速調頻的功率容量；接著建立基于頻率恢復階段的儲能能量容量優化模型，通過求解優化模型，得到儲能參與電力系統快速調頻的能量容量；具體步驟如下：

讀取電力系統快速調頻瓶頸邊界場景M，為儲能容量優化配置提供場景基礎；

讀取電力系統潮流數據文件，初始化電力系統運行狀態，得到電力系統狀態變量x(t)的初始值x(0)；讀取電力系統穩定數據文件，建立描述電力系統有功-頻率動態特性的微分代數方程組J；

讀取儲能運行特性文件，獲得儲能運行過程中其功率、能量約束，并基于上述J，建立描述含儲能電力系統有功-頻率動態特性的微分代數方程組J₁；

基于上述J₁，建立基于頻率跌落階段的儲能功率容量優化模型P₁，防止頻率跌落至安全范圍以外，同時減小儲能功率容量需求，在該模型中儲能保持以最大功率注入，且不考慮能量約束；

通過求解優化模型P₁，得到儲能參與電力系統快速調頻的功率容量P_ess；

基于上述J₁，建立基于頻率恢復階段的儲能能量容量優化模型P₂，防止頻率出現二次跌落，同時減小儲能能量容量需求；

通過求解優化模型P₂，得到儲能參與電力系統快速調頻的能量容量E_ess。

2.根據權利要求1所述的儲能參與電力系統快速調頻的容量優化配置方法，其特征在于：所述的描述電力系統有功-頻率動態特性的微分代數方程組J，形式如下：

式中，t為仿真時刻，為電力系統狀態變量的導數，為電力系統快速調頻瓶頸邊界場景對應的有功變化量，分別為電力系統狀態變量的下限、上限約束。

3.根據權利要求2所述的儲能參與電力系統快速調頻的容量優化配置方法，其特征在于：所述的描述含儲能電力系統有功-頻率動態特性的微分代數方程組J₁，形式如下：

式中，p(t)為儲能參與電力系統快速調頻的有功出力，λ是儲能功率容量，γ是儲能能量容量，e(t)為儲能剩余能量，η是儲能放電效率，s_o為儲能剩余能量占比的初始值，s_l、s_u分別為儲能剩余能量占比的下限、上限。

4.根據權利要求3所述的儲能參與電力系統快速調頻的容量優化配置方法，其特征在于：所述的儲能參與電力系統快速調頻的儲能功率容量優化模型P₁，如下所示：

式中，分別為儲能功率容量優化模型中電力系統狀態變量的下限、上限約束，s.t為約束條件。

5.根據權利要求4所述的儲能參與電力系統快速調頻的容量優化配置方法，其特征在于：所述的儲能參與電力系統快速調頻的儲能能量容量優化模型P₂，如下所示：

式中，t_d是頻率跌落階段的總時長，分別為儲能能量容量優化模型中電力系統狀態變量的下限、上限約束。