[發明專利]計及熱力系統云儲能服務的新能源電站儲能容量配置方法

在審

• 申請號: 202210794921.4
• 申請日: 2022-07-07
• 公開（公告）號: CN114865666A
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 蘇一博;劉昱良;張險峰;張世旭;周登科;李姚旺;李雨欣;張寧
• 申請（專利權）人: 中國長江三峽集團有限公司;清華大學
• 主分類號: H02J3/28
• 分類號: H02J3/28;H02J3/32;H02J3/46;G06F30/20;G06Q10/04;G06Q50/06;G06F111/04;G06F113/04;G06F113/06
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 林韻英

本發明公開了計及熱力系統云儲能服務的新能源電站儲能容量配置方法，包括：建立計及熱力系統云儲能服務的新能源電站儲能容量優化配置模型，所述計及熱力系統云儲能服務的新能源電站儲能容量優化配置模型由目標函數和約束條件構成；對所述計及熱力系統云儲能服務的新能源電站儲能容量優化配置模型進行線性化，得到新能源電站儲能容量優化配置模型。本發明提出的方法將熱力系統作為新能源電站云儲能服務提供方，可以充分利用熱力系統等效儲能能力，有效降低新能源電站儲能配置和使用成本，增加可再生能源消納，具有較高的應用價值。

技術領域

本發明涉及儲能系統優化配置技術領域，具體涉及計及熱力系統云儲能服務的新能源電站儲能容量配置方法。

背景技術

電力部門是支撐社會和經濟發展的基石，同時也是最大的化石能源消耗和碳排放行業。因此，構建高比例可再生能源電力系統，實現電力系統由以化石能源為主向低碳清潔能源轉型，將對雙碳目標的實現起到關鍵作用。風電、光伏等可再生能源發電形式具有很強的間歇性和隨機性，隨著可再生能源滲透率的逐步增加，將對電力系統的安全、穩定運行也帶來巨大的挑戰。儲能技術具備很強的靈活調節能力，能很好地應對可再生能源帶來的不確定性，被公認為解決電力系統高比例可再生能源接入問題的最佳手段。近年來，已有多個省份出臺文件要求新增新能源場站需要配置相應比例（5%-20%）的儲能，在新能源場站配置一定容量的儲能裝置將成為大趨勢。但另一方面，受限于較高的儲能成本，新能源場站配置儲能面臨著較大的成本壓力，儲能帶來的經濟效益尚不樂觀。

云儲能是一種基于儲能資源共享的商業模式，其將共享經濟模式與電力系統深度融合，能夠在多個運營主體間共同分攤儲能成本和收益，有效提升儲能利用效率。云儲能可將原本分散在用戶側的儲能裝置集中到云端，用云端的虛擬儲能容量來代替用戶側的實體儲能。云儲能的具體定義和相關概念詳見“康重慶，劉靜坤，張寧.未來電力系統儲能的新形態：云儲能[J]，電力系統自動化，2017，41(21)，2-8”。目前針對云儲能技術的相關研究中，大多僅考慮電力系統本身的儲能資源，研究集中式儲能裝置的分散利用，使其能夠同時為多個用戶提供儲能服務；以及大量分散式儲能裝置的聚合利用，盤活系統中的閑散儲能資源。從電力系統的角度出發，新能源場站能夠聚合使用的儲能資源十分有限。但在多能源協同的視角下，由于熱力系統等綜合能源系統本身就具備能量存儲特性，可以將其作為廣義儲能資源引入到多能源云儲能模式中，為新能源場站提供儲能服務，此種模式可以有效降低新能源場站的儲能使用成本，減少新增儲能容量需求。但是，目前尚未見到新能源電站將綜合能源系統中的等效儲能資源進行聚合并共享使用的研究報道，也未見關于新能源電站考慮綜合能源系統等效儲能資源后儲能容量優化配置的相關研究。

發明內容

針對現有技術的以上不足之處或改進需求，本發明提出計及熱力系統云儲能服務的新能源電站儲能容量配置方法。所提方法可以有效整合和利用綜合能源系統等效儲能資源，減少新能源電站配置儲能容量需求并降低儲能使用成本，提升各方運營主體的經濟效益。

本發明提出一種計及熱力系統云儲能服務的新能源電站儲能容量優化配置方法，包括：建立計及熱力系統云儲能服務的新能源電站儲能容量優化配置模型，所述計及熱力系統云儲能服務的新能源電站儲能容量優化配置模型的目標函數為新能源電站在典型日的優化周期內的總棄風回收上網效益最大，約束條件包括熱電聯產機組運行工況約束、熱力系統供熱節點和管道約束、熱力系統水溫限值約束、系統能利用的最大棄風以及能夠接受的電功率增量約束、配置的儲能系統運行約束；對所述計及熱力系統云儲能服務的新能源電站儲能容量優化配置模型進行線性化，得到新能源電站儲能容量優化配置模型。

可選地，所述的計及熱力系統云儲能服務的新能源電站儲能容量優化配置模型的目標函數為：

式中，表示系統增加的總收益；表示配置儲能電站給新能源場站增加的日均等年值投資成本；表示配置儲能電站給新能源場站增加的日運行與維護成本；

計算表達式分別為：