[發明專利]一種提升風電消納儲能功率的優化方法

在審

• 申請號: 202111219986.8
• 申請日: 2021-10-20
• 公開（公告）號: CN113656988A
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 李娟;朱世平;方紹鳳;唐宇;張舒;李靜;王昱;胡劍宇;馮劍;劉小詩
• 申請（專利權）人: 中國能源建設集團湖南省電力設計院有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;H02J3/28;H02J3/38;G06F113/04;G06F113/06
• 代理公司: 長沙市護航專利代理事務所(特殊普通合伙) 43220
• 代理人: 莫曉齊

1.一種提升風電消納儲能功率的優化方法，其特征在于，所述方法包括兩個階段：第一階段確定為滿足風電消納的儲能功率；第二階段考慮儲能成本價格與儲能功率的關系，確定最優的配置方案；

所述第一階段具體包括如下步驟：

步驟S1、建立基于常規機組出力平穩的源荷儲協整關系模型，根據所述源荷儲協整關系模型提出一種源荷協整度指標，分析源荷儲協整關系模型中源-荷-儲系統運行的協整特性，其中，所述常規機組為火電機組；

步驟S2、以源荷協整度為約束條件，以棄風量最小為目標，得到需要的儲能功率；

所述第二階段具體包括如下步驟：

步驟S3、預設不同額定功率和不同成本，建立儲能配置方案的備選模型集合、，式中，為預設不同額定功率建立的儲能配置方案的備選模型集合，表示儲能的單位功率，n表示n種儲能功率，為預設不同成本建立的儲能配置方案的備選模型集合，表示儲能的單位成本價格，m表示m種儲能的成本價格，m、n均為大于零的正整數；

步驟S4，根據步驟S2得到的所述儲能功率，從步驟S3的所述備選模型集合中選取若干不同額定功率和不同成本的儲能配置方案；

步驟S5，建立以源-荷-儲系統運行成本最小為目標的數學模型，選擇最優的儲能配置；

步驟S6，綜合對比步驟S4中選取的若干所述儲能配置方案下得到的棄風量和步驟S5中源-荷-儲系統運行成本，確定最終的儲能配置。

2.根據權利要求1所述的提升風電消納儲能功率的優化方法，其特征在于，所述步驟S1包括以下步驟：

步驟S11、建立基于常規機組出力平穩的源荷儲協整關系模型：

在系統功率平衡關系式中，常規機組出力、風電出力、負荷預測和電源側儲能出力形成了一種協整關系，表現為：

式中，為常規機組出力、為風電出力、為負荷預測和為電源側儲能出力；

通過建立基于常規機組出力平穩的源荷儲協整關系模型，讓風電出力曲線和儲能出力曲線的疊加后的功率曲線與負荷曲線形成一種如下的協整關系模型：

式中， 為風電出力曲線和儲能出力曲線的疊加后的功率曲線，、為常數，為殘差序列，為常規機組出力殘差；

步驟S13、根據所述源荷儲協整關系模型提出如下一種源荷協整度指標，分析源荷儲協整關系模型中源-荷-儲運行的協整特性：

式中，表示殘差序列的信息熵，表示殘差序列信息熵基準值，為協整度。

3.根據權利要求2所述的提升風電消納儲能功率的優化方法，其特征在于， 所述步驟S11與步驟S13之間還包括：

步驟S12、建立需求響應的源荷儲協整關系模型：

式中， 為參與需求響應的負荷變化量，為參與需求響應后的負荷量。

4.根據權利要求3所述的提升風電消納儲能功率的優化方法，其特征在于，所述步驟S2包括：

步驟S21、源荷儲協整關系模型中，棄風電量的數學模型為：

式中，為棄風電量，與分別表示t時段的負荷變化量與儲能出力，為總運行周期，為火電機組最小出力，為t時段的風電出力，為t時段的負荷，為單位時間間隔；

步驟S22、根據源荷協整度為約束條件，以棄風量最小為目標，得到需要的儲能功率，其中：

源荷協整度約束條件為：

式中，表示協整度，表示最小協整度值。

5.根據權利要求4所述的提升風電消納儲能功率的優化方法，其特征在于，所述步驟S5中數學模型為：

式中，f表示源-荷-儲系統運行成本，表示第臺常規機組第時段的燃料成本，表示第臺常規機組第時段的啟停成本，表示第臺常規機組第時段的出力，表示第臺常規機組第時段的啟停狀態；均表示第臺常規機組的燃料成本系數；分別表示儲能的成本、風電上網電價；表示參與需求響應的單位補償成本；表示棄風產生的單位懲罰成本；、分別表示負荷變化量、棄風功率；、、、分別表示常規機組臺數、儲能臺數、風電機組數量以及運行的總時長，表示啟停次數，表示時間間隔。

6.根據權利要求4所述的提升風電消納儲能功率的優化方法，其特征在于，所述的取值為、、或。