[發明專利]一種計及大規模海上風電并網的源網荷儲協調運行方法

有效

• 申請號: 202011581881.2
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112769156B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 朱自偉;郭毅成;羅志將;易錦桂;朱海龍;王凱
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 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權代理有限公司 11246
• 代理人: 袁紅梅

本發明提出一種計及大規模海上風電并網的源網荷儲協調運行方法：建立一套適用于電網協調運行的海上風電調峰特性指標體系；提出一種計及大規模海上風電并網的源網荷儲協調運行方法，以系統運行成本最低為目標函數；以我國福建省某實際電網為例，在某調度日內分別設置源網荷儲協調運行和源網荷協調運行兩個場景；對比兩場景下系統總運行成本、化石燃料消耗和海上風電消納情況；本發明建立了一套海上風電調峰特性指標，可直觀地反應出海上風電對電力系統的調峰特性；本發明提出了一種計及大規模海上風電并網的源網荷儲協調運行方法，能有效降低電網運行成本、減小化石燃料消耗和提高海上風電消納。

技術領域

本發明涉及一種計及大規模海上風電并網的源網荷儲協調運行方法，屬于電力系統運行與控制技術領域。

背景技術

在未來，海上風電將以迅速增長、高滲透率的發展態勢并入電力系統。我國?作為一個沿海大國，海岸線長，海域遼闊，具有十分豐富的海洋風能資源。有數?據顯示，在15°N以北的我國管轄海域內70m高度處風能資源儲量為164.5億kW，技術可開發量為129.0億kW，100m高度處風能資源儲量為179.7億kW，技術?可開發量為140.8億kW，技術可開發面積約為239萬km²。

海上風電作為一種不穩定和不可控的電源，其出力的隨機性和間歇性問題突出，大量并網易出現因電力系統調峰能力不足而產生大量棄風的情況，限制了海上風電的高速率發展。因此，探索新和運營模式成為海上風電接入后亟需解決的問題。目前，關于大規模新能源接入電力系統后的協調運營問題，已有多種協調運行模型和策略方法提出，當前尚缺乏一種更適用于電力系統調峰的海上風電調峰特性指標體系，對于協調運行研究的研究主要集中在園區微網，鮮有對以電網為對象的大規模新能源并網的源網荷儲協調運行研究。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，建立一套海上風電調峰特性指標體系，能更直觀地了解海上風電的調峰特性，給予電力系統運行調度提供參考。并在此基礎上，建立了計及大規模海上風電并網的源網荷儲協調運行模型，以電力系統的運行成本最低為目標，解決海上風電大量并網因電力系統調峰能力不足而產生大量棄風的情況。

本發明所采用的技術方案是：一種計及大規模海上風電并網的源網荷儲協調運行方法，包括如下步驟：

步驟1，建立一套適用于電力系統協調運行的海上風電調峰特性指標體系；

步驟2，構建計及大規模海上風電并網的源網荷儲協調運行系統模型，以系統運行成本最低為目標函數；

步驟3，建立模型約束條件，包括功率平衡約束、火電機組相關約束、本地電網受送電相關約束、可控及可中斷負荷相關約束、儲能電池相關約束和海上風電出力約束；

步驟4，獲取電源側常規機組相關參數、電網側聯絡線受送電協議內容、負荷側可控及可中斷負荷用戶相關參數、儲能側儲能設備相關參數和海上風電場歷史出力數據；

步驟5，在某一調度日內分別設置源網荷儲協調運行和源網荷協調運行兩個場景，其中，在源網荷儲協調運行場景中儲能設備容量配置以投資成本回收年數最低來選擇配置；

步驟6，基于Matlab環境下使用Yalmip調用Gurobi求解器，對比分析兩個場景下電力系統的總運行成本變化、化石燃料消耗情況和海上風電的消納情況。

作為優選，步驟1所述的建立一套適用于電力系統協調運行的海上風電調峰特性指標體系，具體表述為：

海上風電調峰特性指標體系分為三大類：第一類是表征海上風電自身的自然出力調峰特性；第二類是表征海上風電與電源側總出力占比的電源匹配調峰特性；第三類是表征海上風電與電網負荷及其峰谷時段匹配的負荷匹配調峰特性。

1)自然出力調峰特性