[發(fā)明專利]一種計及大規(guī)模海上風(fēng)電并網(wǎng)的源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)運行方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011581881.2
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112769156B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱自偉;郭毅成;羅志將;易錦桂;朱海龍;王凱
• 申請（專利權(quán)）人: 南昌大學(xué)
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/46;H02J3/32;H02J13/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 袁紅梅

1.一種計及大規(guī)模海上風(fēng)電并網(wǎng)的源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)運行方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，建立一套適用于電力系統(tǒng)協(xié)調(diào)運行的海上風(fēng)電調(diào)峰特性指標(biāo)體系；

步驟2，構(gòu)建計及大規(guī)模海上風(fēng)電并網(wǎng)的源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)運行系統(tǒng)模型，以系統(tǒng)運行成本最低為目標(biāo)函數(shù)；

步驟3，建立模型約束條件，包括功率平衡約束、火電機(jī)組相關(guān)約束、本地電網(wǎng)受送電相關(guān)約束、可控及可中斷負(fù)荷相關(guān)約束、儲能電池相關(guān)約束和海上風(fēng)電出力約束；

步驟4，獲取電源側(cè)常規(guī)機(jī)組相關(guān)參數(shù)、電網(wǎng)側(cè)聯(lián)絡(luò)線受送電協(xié)議內(nèi)容、負(fù)荷側(cè)可控及可中斷負(fù)荷用戶相關(guān)參數(shù)、儲能側(cè)儲能設(shè)備相關(guān)參數(shù)和海上風(fēng)電場歷史出力數(shù)據(jù)；

步驟5，在某一調(diào)度日內(nèi)分別設(shè)置源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)運行和源網(wǎng)荷協(xié)調(diào)運行兩個場景，其中，在源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)運行場景中儲能設(shè)備容量配置以投資成本回收年數(shù)最低來選擇配置；

步驟6，基于Matlab環(huán)境下使用Yalmip調(diào)用Gurobi求解器，對比分析兩個場景下電力系統(tǒng)的總運行成本變化、化石燃料消耗情況和海上風(fēng)電的消納情況；

步驟1所述的建立一套適用于電力系統(tǒng)協(xié)調(diào)運行的海上風(fēng)電調(diào)峰特性指標(biāo)體系，具體表述為：

海上風(fēng)電調(diào)峰特性指標(biāo)體系分為三大類：第一類是表征海上風(fēng)電自身的自然出力調(diào)峰特性；第二類是表征海上風(fēng)電與電源側(cè)總出力占比的電源匹配調(diào)峰特性；第三類是表征海上風(fēng)電與電網(wǎng)負(fù)荷及其峰谷時段匹配的負(fù)荷匹配調(diào)峰特性；

步驟2所述的構(gòu)建計及大規(guī)模海上風(fēng)電并網(wǎng)的源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)運行系統(tǒng)模型，以系統(tǒng)運行成本最低為目標(biāo)函數(shù)，具體表述為：

該模型中共分為電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、負(fù)荷側(cè)、儲能側(cè)及海上風(fēng)電側(cè)五類；在電源側(cè)中，由于火電仍為我國當(dāng)前主要發(fā)電方式，僅考慮火電機(jī)組參與整個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運行；在電網(wǎng)側(cè)中，考慮了當(dāng)?shù)氐貐^(qū)電網(wǎng)與其它地位的互聯(lián)互通，即雙方簽有聯(lián)絡(luò)線受送電協(xié)議，可在必要時外送電或內(nèi)受電；在負(fù)荷側(cè)中，主要考慮激勵型需求響應(yīng)，其類型為可控及可中斷負(fù)荷，可在必要時切除該類負(fù)荷并給予補(bǔ)償；在儲能側(cè)中，在地區(qū)電網(wǎng)中建有一個高充放電功率的大型儲能電站；在海上風(fēng)電側(cè)中，該地區(qū)電網(wǎng)接有大裝機(jī)容量的海上風(fēng)電場；

以系統(tǒng)運行成本最低為目標(biāo)函數(shù)，考慮了火電機(jī)組運行成本、本地電網(wǎng)受送電成本、可控及可中斷負(fù)荷切負(fù)荷補(bǔ)償成本、儲能設(shè)備運行成本及海上風(fēng)電棄風(fēng)懲罰成本，其表達(dá)式為：

minF＝F₁+F₂+F₃+F₄+F₅

式中：F為系統(tǒng)總運行成本；F₁為火電機(jī)組運行成本；F₂為本地電網(wǎng)受送電成本；F₃為可控及可中斷負(fù)荷切負(fù)荷補(bǔ)償成本；F₄為儲能設(shè)備運行成本；F₅為海上風(fēng)電的棄風(fēng)懲罰成本；

步驟3所述的建立模型約束條件，包括功率平衡約束、火電機(jī)組相關(guān)約束、本地電網(wǎng)受送電相關(guān)約束、可控及可中斷負(fù)荷相關(guān)約束、儲能電池相關(guān)約束和海上風(fēng)電出力約束，具體表述為：

1)功率平衡約束；

2)火電機(jī)組出力約束；

3)火電機(jī)組爬坡約束；

4)火電機(jī)組最小啟停時間約束；

5)本地電網(wǎng)受送電功率約束；

6)本地電網(wǎng)受送電最大電量約束；

7)本地電網(wǎng)受送電最大變化能力約束；

8)可控及可中斷負(fù)荷最大降負(fù)荷約束；

9)可控及可中斷負(fù)荷的最小、最大中斷時間約束；

10)可控及可中斷負(fù)荷的最大中斷次數(shù)約束；

11)儲能設(shè)備的充放電功率約束；

12)儲能設(shè)備的荷電狀態(tài)約束；

13)海上風(fēng)電出力約束。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計及大規(guī)模海上風(fēng)電并網(wǎng)的源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)運行方法，其特征在于，步驟5所述的在某一調(diào)度日內(nèi)分別設(shè)置源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)運行和源網(wǎng)荷協(xié)調(diào)運行兩個場景，其中，在源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)運行場景中儲能設(shè)備容量配置以投資成本回收年數(shù)最低來選擇配置，具體表述為：

預(yù)設(shè)該地區(qū)電網(wǎng)在某個調(diào)度日內(nèi)，分別采用源網(wǎng)荷協(xié)調(diào)運行方法和源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)運行方法作為場景1和場景2；除場景1中儲能側(cè)不參與調(diào)度外，兩場景中的其它參數(shù)均一致；場景2中儲能電池的容量依據(jù)投資成本回收時間最小化來配置。