[發明專利]一種考慮儲能優化配置的風光火儲系統聯合運行方法

有效

• 申請號: 202210795180.1
• 申請日: 2022-07-07
• 公開（公告）號: CN114938011B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 蘇一博;胡偉;張險峰;張馨月;楊洪斌;孫云超;尹立坤;張鑫
• 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;H02J3/46;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 馬永芬

本發明屬于電力系統多能互補協調運行技術領域，涉及一種考慮儲能優化配置的風光火儲系統聯合運行方法，該方法利用火電機組補充出力，利用儲能進行調節和平抑，并消納多余風光功率；建立了風光火儲聯合運行的雙層優化模型，上層模型確定最小儲能裝機容量，下層模型考慮運行經濟性；以運行成本最小為目標，求解機組最優出力策略，并將直流潮流約束、機組運行約束、電力平衡約束、棄風棄光約束等納入約束條件；通過一體化優化，指導風光火儲系統的聯合運行。

技術領域

本發明屬于電力系統多能互補協調運行技術領域，涉及一種考慮儲能優化配置的風光火儲系統聯合運行方法。

背景技術

近年來，隨著以風電、光伏為代表的可再生能源發電發展迅猛，我國電力系統發展日趨復雜多元。在可再生能源大規模并網的源網荷儲系統中，風光的隨機波動使系統運行不確定性增加，給系統運行的安全與穩定帶來了嚴重問題。如果要實現高比例的新能源出力，其裝機容量將達到所供負荷的數倍以避免負荷損失，由此將帶來更高的出力瞬時波動；同時風光出力的不確定性和不可控性，也可能給系統帶來失負荷的風險。

若想保證源網荷儲系統功率平衡和穩定安全運行，必須利用可控出力機組平抑風光出力，實現多種能源協調互補運行。傳統的多能互補模型常采用火電機組進行調節，但是在高比例清潔能源聯合運行系統中，如果僅采用火電調節，火電機組的利用小時數將降低，且風光機組可能出現的尖峰出力將頻繁改變火電機組的啟停狀態和輸出功率，由此將對火電機組帶來損害，同時火電的爬坡約束和啟停時間也將限制其調節速度，在考慮到啟停成本和調節成本時，經濟效益會大大降低。儲能系統可以實現電能和其他能量的轉化和存儲，在電力系統發電出力大于供電需求時，可將能量以化學能、機械能、電磁能等形式存儲下來，在系統供不應求時再通過能量轉化裝置，釋放出電能，實現能量交換，以滿足電網或負荷需求，從而提高電力系統的供電安全性。因此針對風電和光伏較大的出力缺口，可以考慮利用火電機組補充出力，而針對風光高頻率的波動功率可采用儲能機組平滑出力，同時儲能機組還可以消納風光在高出力時段的功率。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于克服目前，高比例風電和光伏的接入給電網的穩定運行帶來了巨大的挑戰，由于源網荷儲系統中風電、光伏、負荷、太陽直接輻照等因素存在短期不確定性，導致制定的發電計劃無法及時指導源網荷儲系統的實際運行的缺陷，從而提供一種考慮儲能優化配置的風光火儲系統聯合運行方法。

本發明實施例提供了一種考慮儲能優化配置的風光火儲系統聯合運行方法，包括：

采集多個節點儲能容量，基于所述多個節點儲能容量構建儲能規劃配置目標函數，并為所述儲能規劃配置目標函數設置約束條件；

采集火電機組發電成本和棄風棄光懲罰成本，基于所述火電機組發電成本和所述棄風棄光懲罰成本構建風光火儲系統日運行調度目標函數；

基于所述儲能規劃配置目標函數和所述風光火儲系統日運行調度目標函數確定風光火儲系統聯合運行最優方案。

為應對風光出力的不確定性和不可控性，本發明利用火電機組補充出力，利用儲能進行調節和平抑，消納多余風光功率；建立了風光火儲聯合運行的雙層優化模型，上層模型確定最小儲能裝機容量，下層模型考慮運行經濟性，以運行成本最小為目標，求解機組最優出力策略，并將直流潮流約束、機組運行約束、電力平衡約束、棄風棄光約束等納入約束條件，通過一體化的優化，指導風光火儲系統的聯合運行。

可選地，所述儲能規劃配置目標函數的計算公式如下所示：

上式中，表示在第i個節點儲能容量。

可選地，所述儲能規劃配置目標函數的約束條件，包括：

（1）電力平衡約束

在考慮直流潮流時，由于系統中沒有網損，故滿足發電功率等于負荷功率；