[發(fā)明專利]一種儲(chǔ)能參與電力系統(tǒng)快速調(diào)頻的容量?jī)?yōu)化配置方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810711226.0
• 申請(qǐng)日: 2018-07-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108988369B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-04-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樊海鋒;蘇大威;余璟;吳海偉;江全元;彭志強(qiáng);劉文龍;徐田
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司電力科學(xué)研究院;國(guó)家電網(wǎng)有限公司;國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司;浙江大學(xué);江蘇省電力試驗(yàn)研究院有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/28
• 分類號(hào): H02J3/28;H02J3/24
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 劉艷艷;董建林

本發(fā)明公開(kāi)了一種儲(chǔ)能參與電力系統(tǒng)快速調(diào)頻的容量?jī)?yōu)化配置方法，考慮電力系統(tǒng)快速調(diào)頻瓶頸邊界場(chǎng)景和含儲(chǔ)能電力系統(tǒng)有功?頻率動(dòng)態(tài)特性模型，基于頻率跌落階段和頻率恢復(fù)時(shí)段，分別建立了儲(chǔ)能參與電力系統(tǒng)快速調(diào)頻的功率容量、能量容量?jī)?yōu)化模型。對(duì)于頻率跌落階段，為了防止頻率跌落至安全范圍以外同時(shí)減小儲(chǔ)能功率容量需求，建立了儲(chǔ)能功率容量?jī)?yōu)化模型。對(duì)于頻率恢復(fù)階段，為了防止頻率出現(xiàn)二次跌落同時(shí)減小儲(chǔ)能能量容量需求，建立儲(chǔ)能能量容量?jī)?yōu)化模型。通過(guò)求解基于上述優(yōu)化模型，得到儲(chǔ)能參與電力系統(tǒng)快速調(diào)頻的功率容量和能量容量，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)儲(chǔ)能容量的優(yōu)化配置。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)頻率控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種儲(chǔ)能參與電力系統(tǒng)快速調(diào)頻的容量?jī)?yōu)化配置方法。

背景技術(shù)

儲(chǔ)能系統(tǒng)具有快速響應(yīng)和靈活爬坡的優(yōu)勢(shì)，可應(yīng)用于電力系統(tǒng)快速調(diào)頻，提高電力系統(tǒng)頻率穩(wěn)定性。儲(chǔ)能容量配置是儲(chǔ)能參與電力系統(tǒng)快速調(diào)頻的關(guān)鍵技術(shù)之一，既要滿足電力系統(tǒng)快速調(diào)頻需要，又要減小儲(chǔ)能配置成本。功率容量過(guò)小會(huì)導(dǎo)致在頻率跌落時(shí)段調(diào)頻效果達(dá)不到預(yù)期，而功率容量過(guò)大會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)能配置成本過(guò)高；同時(shí)，能量容量過(guò)小會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)能無(wú)法持續(xù)提供快速調(diào)頻支撐，從而引起系統(tǒng)頻率出現(xiàn)二次跌落，而能量容量過(guò)大也會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)能配置成本過(guò)高。因此，如何合理配置儲(chǔ)能容量，對(duì)于儲(chǔ)能參與電力系統(tǒng)快速調(diào)頻具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種儲(chǔ)能參與電力系統(tǒng)快速調(diào)頻的容量?jī)?yōu)化配置方法。該方法將電力系統(tǒng)快速調(diào)頻瓶頸邊界場(chǎng)景和含儲(chǔ)能電力系統(tǒng)有功-頻率動(dòng)態(tài)特性模型作為儲(chǔ)能容量?jī)?yōu)化配置的基礎(chǔ)，建立了基于頻率跌落時(shí)段的儲(chǔ)能功率容量?jī)?yōu)化模型，用于確定儲(chǔ)能參與電力系統(tǒng)快速調(diào)頻的功率容量，同時(shí)建立了基于頻率跌落時(shí)段的儲(chǔ)能能量容量?jī)?yōu)化模型，用于確定儲(chǔ)能參與電力系統(tǒng)快速調(diào)頻的能量容量。基于上述優(yōu)化模型，實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)能容量的優(yōu)化配置。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種儲(chǔ)能參與電力系統(tǒng)快速調(diào)頻的容量?jī)?yōu)化配置方法，其特征在于，讀取電力系統(tǒng)快速調(diào)頻瓶頸邊界場(chǎng)景，讀取電力系統(tǒng)潮流數(shù)據(jù)與穩(wěn)定數(shù)據(jù)文件，建立電力系統(tǒng)有功-頻率動(dòng)態(tài)特性模型，接著讀取儲(chǔ)能運(yùn)行特性文件，建立含儲(chǔ)能電力系統(tǒng)有功-頻率動(dòng)態(tài)特性模型；然后建立基于頻率跌落階段的儲(chǔ)能功率容量?jī)?yōu)化模型，通過(guò)求解優(yōu)化模型，得到儲(chǔ)能參與電力系統(tǒng)快速調(diào)頻的功率容量；接著建立基于頻率恢復(fù)階段的儲(chǔ)能能量容量?jī)?yōu)化模型，通過(guò)求解優(yōu)化模型，得到儲(chǔ)能參與電力系統(tǒng)快速調(diào)頻的能量容量。

具體步驟如下：

讀取電力系統(tǒng)快速調(diào)頻瓶頸邊界場(chǎng)景M，為儲(chǔ)能容量?jī)?yōu)化配置提供場(chǎng)景基礎(chǔ)；

讀取電力系統(tǒng)潮流數(shù)據(jù)文件，初始化電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，得到電力系統(tǒng)狀態(tài)變量x(t)的初始值x(0)；讀取電力系統(tǒng)穩(wěn)定數(shù)據(jù)文件，建立描述電力系統(tǒng)有功-頻率動(dòng)態(tài)特性的微分代數(shù)方程組J；

讀取儲(chǔ)能運(yùn)行特性文件，獲得儲(chǔ)能運(yùn)行過(guò)程中其功率、能量約束，并基于上述J，建立描述含儲(chǔ)能電力系統(tǒng)有功-頻率動(dòng)態(tài)特性的微分代數(shù)方程組J₁；

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

通過(guò)求解優(yōu)化模型P₁，得到儲(chǔ)能參與電力系統(tǒng)快速調(diào)頻的功率容量P_ess；

基于上述J₁，建立基于頻率恢復(fù)階段的儲(chǔ)能能量容量?jī)?yōu)化模型P₂，防止頻率出現(xiàn)二次跌落同時(shí)減小儲(chǔ)能能量容量需求；

通過(guò)求解優(yōu)化模型P₂，得到儲(chǔ)能參與電力系統(tǒng)快速調(diào)頻的能量容量E_ess。

所述的描述電力系統(tǒng)有功-頻率動(dòng)態(tài)特性的微分代數(shù)方程組J，形式如下：