[發(fā)明專利]電力系統(tǒng)儲能配置方法、裝置、計算機設(shè)備和存儲介質(zhì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110098731.4
• 申請日: 2021-01-25
• 公開（公告）號: CN112906200B
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魯宗相;喬穎;郭嘉慶;張謙
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)山西省電力公司電力科學(xué)研究院;清華大學(xué)
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q50/06;H02J3/28;H02J3/38;G06F111/04;G06F119/06
• 代理公司: 北京華進京聯(lián)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11606
• 代理人: 趙文靜

本申請涉及一種電力系統(tǒng)儲能配置方法、裝置、計算機設(shè)備和計算機可讀存儲介質(zhì)。所述方法包括：建立儲能配置模型，該儲能配置模型包括成本目標(biāo)函數(shù)和約束條件；建立電力系統(tǒng)頻率偏差、同步發(fā)電機組切機功率與儲能節(jié)點裝機功率之間的關(guān)系，得到頻率偏差?切機功率?裝機功率關(guān)系；獲取電力系統(tǒng)中各臺同步發(fā)電機組切機功率；根據(jù)各個同步發(fā)電機組切機功率、頻率約束條件和頻率偏差?切機功率?裝機功率關(guān)系，計算電力系統(tǒng)中每一個同步發(fā)電機組切機時的最小儲能功率；將上述最小儲能功率代入儲能配置模型，求解得到成本最小的儲能節(jié)點分布、儲能節(jié)點裝機功率以及輸電線擴建方案。本方法考慮了潮流約束，能夠保證電力系統(tǒng)安全性，同時降低成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及電力系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種電力系統(tǒng)儲能配置方法、裝置、計算機設(shè)備和計算機可讀存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)

隨著電力系統(tǒng)清潔能源轉(zhuǎn)型，風(fēng)電光伏等可再生能源迅速發(fā)展。電力系統(tǒng)中的可再生能源經(jīng)電力電子變流器并網(wǎng)，加之我國特高壓輸電工程的發(fā)展，電力系統(tǒng)逐漸演變成為交直流混聯(lián)連電網(wǎng)。電力系統(tǒng)呈現(xiàn)大規(guī)模的直流送入導(dǎo)致部分系統(tǒng)中的同步機組所占比例降低，系統(tǒng)呈現(xiàn)出弱慣性的特點。在慣性水平較低的系統(tǒng)中，發(fā)生有功功率擾動時，由于通過電力電子變換器并網(wǎng)的可再生能源以及外來直流電與系統(tǒng)頻率解耦，無法有效提供頻率支撐，系統(tǒng)會面臨嚴(yán)重的頻率安全問題。

儲能由于其響應(yīng)快速，靈活可控，具有出色的調(diào)頻能力，可在系統(tǒng)發(fā)生功率擾動時提供緊急支撐，提升系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定性。但由于儲能成本較高，并且其參與調(diào)頻提供有功支撐受到系統(tǒng)線路負(fù)載率約束，需要考慮輸電線路的擴建以及儲能的選址定容問題以合理利用儲能。

總體而言，目前關(guān)于儲能參與電力系統(tǒng)調(diào)頻的規(guī)劃相關(guān)研究大都基于系統(tǒng)最嚴(yán)重切機工況或者歷史頻率曲線。而電力系統(tǒng)發(fā)生故障的位置不同會影響系統(tǒng)的潮流分布，基于傳統(tǒng)的儲能配置方法在提供頻率支撐時會產(chǎn)生潮流越限的問題，嚴(yán)重時潮流越限可引發(fā)電力系統(tǒng)大面積癱瘓。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對上述技術(shù)問題，提供一種能夠保證電力系統(tǒng)安全性，同時降低成本的電力系統(tǒng)儲能配置方法、裝置、計算機設(shè)備和計算機可讀存儲介質(zhì)。

一種電力系統(tǒng)儲能配置方法，所述方法包括：

建立儲能配置模型，該儲能配置模型包括成本目標(biāo)函數(shù)和約束條件；該成本目標(biāo)函數(shù)包括儲能節(jié)點總成本和擴建線路成本；該約束條件包括潮流等式約束、同步發(fā)電機組裝機功率約束、儲能節(jié)點裝機功率約束、線路負(fù)載約束和頻率約束；建立電力系統(tǒng)頻率偏差、同步發(fā)電機組切機功率與儲能節(jié)點裝機功率之間的關(guān)系，得到頻率偏差-切機功率-裝機功率關(guān)系；獲取電力系統(tǒng)中各臺同步發(fā)電機組的切機功率；根據(jù)各個同步發(fā)電機組的切機功率、該頻率約束條件和該頻率偏差-切機功率-裝機功率關(guān)系，計算電力系統(tǒng)中每一個同步發(fā)電機組切機時維持系統(tǒng)頻率穩(wěn)定的最小儲能功率；將該電力系統(tǒng)中每一個同步發(fā)電機組切機時維持系統(tǒng)頻率穩(wěn)定的最小儲能功率代入該儲能配置模型，求解滿足該約束條件的儲能配置方案，選擇使該成本目標(biāo)函數(shù)最小的儲能配置方案作為最終選定的儲能配置方案；該儲能配置方案包括儲能節(jié)點分布、儲能節(jié)點裝機功率以及輸電線擴建方案。

在其中一個實施例中，該儲能節(jié)點總成本包括儲能節(jié)點的功率成本和儲能節(jié)點的容量成本；該擴建線路成本包括擴建線路單位長度成本與擴建線路總長度的乘積。

在其中一個實施例中，該潮流等式約束包括：

其中，A為系統(tǒng)的節(jié)點支路關(guān)聯(lián)矩陣；P^k為同步發(fā)電機組k切機時系統(tǒng)支路功率列向量；為同步發(fā)電機組k切機時節(jié)點注入有功功率列向量；為同步發(fā)電機組k切機時發(fā)電機有功功率列向量；為同步發(fā)電機組k切機時除同步發(fā)電機組k外，其他同步發(fā)電機組增發(fā)有功功率列向量；為同步發(fā)電機組k切機時儲能節(jié)點增發(fā)有功功率列向量；P_L0為節(jié)點有功負(fù)荷需求列向量；為同步發(fā)電機組k切機時節(jié)點負(fù)荷變化量列向量。

該同步發(fā)電機組裝機功率約束包括：