[發明專利]多目標含儲能區域電網運行控制方法

有效

• 申請號: 202010593797.6
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111697578B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 唐雨晨;雷勇;張林垚;葉榮;林章歲;溫步瀛;朱振山
• 申請（專利權）人: 國網福建省電力有限公司;國網福建省電力有限公司經濟技術研究院
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/24;H02J3/28;H02J3/38;H02J3/48
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 丘鴻超;蔡學俊

1.一種多目標含儲能區域電網運行控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1：計算可再生能源的消納水平：

其中：P_Ws(t)為t時刻風電場上網電量，F_W為可再生能源總上網電量，T為采樣周期；

步驟S2：計算電網不同運行情況下的調峰效果：

將預測負荷減去風電出力之后的負荷稱為凈負荷，將儲能系統優化凈負荷之后的負荷稱為合成負荷，所述合成負荷的調峰效果F_H表示為：

式中，P_H(t)為t時刻合成負荷的有功功率；

其中，P_H(t)的計算公式如下：

P_H(t)＝P_L(t)+P_Bcha(t)-P_Bdis(t)-P_W(t)

式中，P_L(t)為t時刻預測負荷的有功功率；P_Bcha(t)、P_Bdis(t)分別為t時刻電化學儲能系統的充電功率和放電功率；P_W(t)為t時刻風電預測出力；

引入中間變量P_Hmax、P_Hmin，將合成負荷的調峰效果轉化為線性函數，即；

其中，F_H越小，表示電網負荷峰谷差越??；

步驟S3：計算儲能系統參與調頻輔助服務的調頻里程：

式中，P_fs(t)、P_fx(t)分別為t時刻的儲能系統參與調頻輔助服務市場的上下調節功率；m為調頻里程與采樣點周期取值的比例系數；

步驟S4：儲能系統參與調頻輔助服務的備用容量：

式中，P_f,B為t時刻儲能系統參與調頻輔助服務市場的備用容量，P_B,max為儲能系統容量最大值；

步驟S5：根據步驟S1-步驟S4，構建多目標模型如下：

Z₁+Z₂+Z₃+Z₄＝1

式中：F_fb^*分別為可再生能源消納量、電網調峰效果、儲能參與調頻輔助服務里程、儲能參與調頻市場備用容量的歸一化結果；Z₁、Z₂、Z₃、Z₄分別為不同指標所對應的權重；P_Wmax為風電上網電量最大值；P_Lmax和P_Lmin分別為負荷功率的最大值與最小值；P_f,Bs為儲能系統參與調頻輔助服務市場的調頻里程；P_fmax為系統所需的調頻電量最大值；P_f,Bb為儲能系統參與調頻輔助服務市場的備用容量；

步驟S6：根據區域電網的數據參數，代入所述多目標模型，獲得儲能系統、火電機組和風電機組的運行方案。

2.根據權利要求1所述的多目標含儲能區域電網運行控制方法，其特征在于：在步驟S6中，所述區域電網的數據參數包括：各機組的出力范圍、可再生能源與負荷的相關信息，以及系統各項運行參數。

3.根據權利要求1所述的多目標含儲能區域電網運行控制方法，其特征在于：在步驟S6中，還代入求解約束條件：

1)功率平衡約束：

各機組出力、儲能系統出力、可再生能源以及負荷功率之間的功率平衡應滿足：

P_GZ,n(t)+P_W(t)-P_Bcha(t)+P_Bdis(t)＝P_L(t)

式中：P_GZ,n(t)為t時刻的第n臺機組出力；P_L(t)為t時刻的負荷功率；

2)儲能系統約束：

采用二進制變量對儲能的充放電狀態進行約束：

式中，ω_cha為二進制變量，ω_cha＝1代表儲能處于充電狀，ω_cha＝0代表儲能不處于充電狀態；ω_dis為二進制變量，ω_dis＝1代表儲能處于放電狀態，ω_dis＝0代表儲能不處于放電狀態；P_{Bcha_max}和P_{Bdis_max}分別為t時刻電化學儲能系統的充電功率最大值和放電功率最大值；

荷電狀態約束為：

SOC_min≤SOC(t)≤SOC_max

式中:SOC(t)和SOC(t+Δt)分別為t時段和下一時段的儲能系統荷電狀態；P_c(t+Δt)和P_dis(t+Δt)分別為下一時段的儲能系統充電或放電功率；α和β分別為儲能系統的充電效率和放電效率；E_ess為儲能設備系統的容量；SOC_min和SOC_max分別為儲能最小值和最大值；

儲能參與調頻的范圍約束：

0≤P_B,fs(t)≤P_fs(t)

0≤P_B,fx(t)≤P_fx(t)

式中:P_B,fs(t)和P_B,fx(t)分別為t時段儲能系統參與調頻輔助服務市場上下調節的功率；P_fs(t)和P_fx(t)分別為t時段電網運行所需參與調頻輔助服務市場上下調節的功率；

3)可再生能源出力約束：

設P_Wmax(t)為可再生能源在t時刻可以提供的最大出力，則可再生能源的實際出力范圍為：

0≤P_W(t)≤P_Wmax(t)；

4)火電機組出力約束：

可再生能源出力P_G,n(t)必須在其限定的出力范圍之內，且機組爬坡率小于最大值，表達式為:

P_G,nmin≤P_G,n(t)≤P_G,nmax

-ΔP_G,nmax≤P_G,n(t+Δt)-P_G,n(t)≤ΔP_G,nmax

式中：P_G.nmax和P_G,nmin分別為第n臺機組出力的最小值和最大值；ΔP_G,nmax為機組爬坡率上限；P_G,n(t+Δt)為t時段的下一時段的可再生能源出力。