[發(fā)明專利]一種基于風(fēng)光微網(wǎng)的儲(chǔ)能優(yōu)化配置系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811147495.5
• 申請(qǐng)日: 2018-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN109193772B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖軍;史航睿;楊珺;張化光;劉鑫蕊;孫秋野;楊東升;王智良;劉振偉;汪剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38;H02J3/24
• 代理公司: 沈陽東大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 李運(yùn)萍

本發(fā)明提供一種基于風(fēng)光微網(wǎng)的儲(chǔ)能優(yōu)化配置系統(tǒng)及方法，涉及新能源發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)化配置技術(shù)領(lǐng)域。具體方法為根據(jù)風(fēng)場狀態(tài)信息以及微網(wǎng)負(fù)荷數(shù)據(jù)確定風(fēng)光互補(bǔ)配置方案；根據(jù)上述方案，結(jié)合局部負(fù)荷情況制定多場景規(guī)劃模型；并建立考慮綜合經(jīng)濟(jì)成本的儲(chǔ)能初始配置模型，將典型場景的出力曲線輸入到該模型中，求得儲(chǔ)能初始配置方案；儲(chǔ)能初始配置方案根據(jù)“平抑波動(dòng)”和“削峰填谷”的多模式聯(lián)合運(yùn)行分析進(jìn)行優(yōu)化配置，輸出儲(chǔ)能優(yōu)化配置方案；再采用等效循環(huán)壽命評(píng)估方法對(duì)該方案驗(yàn)證循環(huán)壽命，將使用壽命代入綜合經(jīng)濟(jì)成本模型得到經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，完成風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)優(yōu)化配置方案。本方法提高了系統(tǒng)的完整度，以及方案對(duì)多種場景和多需求的適應(yīng)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新能源發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)化配置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于風(fēng)光微網(wǎng)的儲(chǔ)能優(yōu)化配置系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

由于化石能源的枯竭和環(huán)境問題的惡化，大力推動(dòng)了可再生能源在全球范圍內(nèi)的發(fā)展，其中光伏和風(fēng)力發(fā)電作為相對(duì)成熟的技術(shù)已得到廣泛應(yīng)用。但由于風(fēng)能資源存在不確定性等缺陷，風(fēng)光功率會(huì)表現(xiàn)出不同程度的波動(dòng)性。隨著風(fēng)光發(fā)電規(guī)模的逐年增大，其并網(wǎng)給電力系統(tǒng)帶來的問題和挑戰(zhàn)也在隨之升級(jí)，包括出力波動(dòng)對(duì)電能質(zhì)量的影響以及給常規(guī)機(jī)組帶來的調(diào)峰壓力、低精度的風(fēng)光預(yù)測給電力系統(tǒng)帶來的調(diào)度難題等。而儲(chǔ)能技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展則為解決風(fēng)光并網(wǎng)問題提供了有效途徑，尤其是混合儲(chǔ)能概念的引入不僅在技術(shù)提供有效保障，并且在經(jīng)濟(jì)上效果顯著。此外為風(fēng)光電廠配置合適類型和規(guī)模的儲(chǔ)能電源，形成風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)，通過儲(chǔ)能電源的快速功率吞吐作用和電量時(shí)移能力，改善風(fēng)光出力特性，使其成為相對(duì)可控、可調(diào)的電源，提高其并網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。目前盡管很多國家對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)及其在風(fēng)電領(lǐng)域的應(yīng)用展開了眾多研究，但大多集中在協(xié)調(diào)控制方面，而在儲(chǔ)能的應(yīng)用需求方面缺乏深入的研究，沒有形成系統(tǒng)性的需求評(píng)估方法。

傳統(tǒng)的儲(chǔ)能容量配置方法眾多，各具特點(diǎn)，如差額補(bǔ)充法、時(shí)間常數(shù)法、經(jīng)濟(jì)特優(yōu)法等。從具體的分析角度和實(shí)現(xiàn)途徑出發(fā)，可將這些配置方法歸納為以下兩大類：1)數(shù)據(jù)理論分析法，如文獻(xiàn)“抑制風(fēng)電對(duì)電網(wǎng)影響的儲(chǔ)能系統(tǒng)優(yōu)化配置及控制研究”。2)控制運(yùn)行分析法，如文獻(xiàn)“利用儲(chǔ)能系統(tǒng)平抑風(fēng)電功率波動(dòng)的仿真研究”。以上文獻(xiàn)在儲(chǔ)能容量配置方面的研究已有了一定的廣度和深度，作為需求評(píng)估的核心內(nèi)容這是必要的。但作為決策者，在儲(chǔ)能規(guī)劃階段需要考慮的不僅僅只是容量配置的問題，還包括了針對(duì)具體應(yīng)用場景的儲(chǔ)能選型以及不同可行配置方案之間的優(yōu)選評(píng)估等。而這些方面目前的研究都鮮有涉及或者淺嘗輒止，沒有形成系統(tǒng)性的方法。如何將這些環(huán)節(jié)有機(jī)地結(jié)合起來，從整體上形成一套完整、嚴(yán)謹(jǐn)、系統(tǒng)的儲(chǔ)能需求評(píng)估方法，從而為儲(chǔ)能決策者提供相對(duì)完善和科學(xué)的規(guī)劃指導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于風(fēng)光微網(wǎng)的儲(chǔ)能優(yōu)化配置系統(tǒng)及方法，本方法提高了系統(tǒng)的完整度，以及方案對(duì)多種場景和多需求的適應(yīng)性。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

一方面，本發(fā)明提供一種基于風(fēng)光微網(wǎng)的儲(chǔ)能優(yōu)化配置系統(tǒng)，包括：微網(wǎng)狀態(tài)信息采集模塊、風(fēng)光互補(bǔ)配置模塊、混合儲(chǔ)能優(yōu)化配置模塊、風(fēng)光儲(chǔ)微網(wǎng)優(yōu)化配置方案制定模塊；

所述微網(wǎng)狀態(tài)信息采集模塊，包括風(fēng)場數(shù)據(jù)采集模塊、微網(wǎng)負(fù)荷數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)模塊；所述風(fēng)場數(shù)據(jù)采集模塊用于采集風(fēng)場狀態(tài)信息，風(fēng)場狀態(tài)信息包括風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)、風(fēng)場氣象數(shù)據(jù)和地質(zhì)水文數(shù)據(jù)；所述微網(wǎng)負(fù)荷數(shù)據(jù)采集模塊用于采集微網(wǎng)負(fù)荷數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)模塊用于將風(fēng)場數(shù)據(jù)采集模塊和微網(wǎng)負(fù)荷數(shù)據(jù)采集模塊采集的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行儲(chǔ)存，并供風(fēng)光互補(bǔ)配置模塊查詢使用；

所述風(fēng)光互補(bǔ)配置模塊包括風(fēng)光初始配置模塊和風(fēng)光互補(bǔ)配置方案制定模塊；所述風(fēng)光初始配置模塊用于選取數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)模塊中的風(fēng)場出力數(shù)據(jù)、微網(wǎng)負(fù)荷數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)光伏出力數(shù)據(jù)，并查詢使用數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)模塊中的風(fēng)場氣象數(shù)據(jù)和地質(zhì)水文數(shù)據(jù)計(jì)算光伏組件建設(shè)土地面積，求得光伏的出力范圍，初始化配置方案；風(fēng)光互補(bǔ)配置方案制定模塊用于根據(jù)風(fēng)光互補(bǔ)差異系數(shù)和場區(qū)最大外送功率修改配置方案，確定風(fēng)光互補(bǔ)配置方案，并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析；