[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

本發明公開了一種提升風電消納儲能功率的優化方法，包括兩個階段：第一階段確定為滿足風電消納的儲能功率，具體以源荷協整度為約束條件，以棄風量最小為目標實現；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：先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；其次，根據得到的所述儲能功率選取若干不同額定功率和不同成本的儲能配置方案；再建立以源?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；最后，綜合對比不同儲能配置方案下得到的棄風量和源?荷?儲系統運行成本，確定最終的儲能配置。其成本低廉，儲能功率高。

技術領域

本發明涉及電力系統領域，特別是涉及一種提升風電消納儲能功率的優化方法。

背景技術

隨著大規模新能源電力接入電網，電力系統需要在隨機波動的負荷需求與隨機波動的電源之間實現能量的供需平衡，其結構形態、運行方式、控制策略以及電源、電網發展規劃建設與管理也隨之發生根本性變革，因此傳統的電力系統也將形成以新能源電力產、消為主的新型電力系統。

新型電力系統中主體電源將由火電轉變為新能源，火電利用小時數將逐步降低，系統的安全穩定運行將受到嚴格的制約。此時，火電將與儲能以及靈活性電源作為應急備用電源，參與調峰等安全輔助服務。而傳統電力系統運行特性—“電源跟著負荷波動”將向著新型電力系統運行特性—“電源與負荷相互波動”轉變。

儲能作為一種可調度資源能夠參與新型電力系統的優化調度，有效的緩解了風電功率的不可控性，有利于電網運行。在現有研究中，大多是利用儲能技術來削峰填谷、參與系統調頻、跟蹤計劃發電、平滑風電功率輸出、提升新能源接入電網能力，減少棄風棄光、提升風電利用小時數。因此，在現有研究的基礎上，考慮新能源消納能力及電網承載能力等因素，研究儲能最優控制策略為新型電力系統發展有重要參考意義。

發明內容

有鑒于此，本發明提出一種提升風電消納儲能功率的優化方法，其目的是從系統角度分析儲能的配置、儲能的價格水平對風電消納空間的影響。

一方面，本發明提供了一種提升風電消納儲能功率的優化方法，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。

進一步地，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；