[發(fā)明專利]儲能與新能源協(xié)同規(guī)劃“等面積法則”方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211000378.2
• 申請日: 2022-08-19
• 公開（公告）號: CN115358887A
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張振宇;張小奇;段乃欣;葛鵬江;呂金歷;任景;霍超;王文倬;張小東;榮秀婷;董雪濤;汪瑩;張啟文
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)有限公司西北分部
• 主分類號: G06Q50/06
• 分類號: G06Q50/06;G06Q10/06;G06F30/20;H02J3/38;H02J3/48;G06F113/04
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 許志蛟

本發(fā)明公開了一種儲能與新能源協(xié)同規(guī)劃“等面積法則”方法，該方法基于新能源消納特性，建立“等面積法則”模型來開展儲能配置，將儲能容量與新能源消納能力的精準(zhǔn)對接，實(shí)現(xiàn)既定新能源消納目標(biāo)下儲能最優(yōu)配置，通過保證小時數(shù)將儲能納入電網(wǎng)備用和平衡，得到不同新能源消納能力場景下儲能峰值功率、儲能時長及年利用小時數(shù)等整套參數(shù)集合。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于新型電力系統(tǒng)儲能及電源規(guī)劃技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種儲能與新能源協(xié)同規(guī)劃“等面積法則”方法。

背景技術(shù)

一方面新能源由于其隨機(jī)性、波動性和難預(yù)測性，大規(guī)模并網(wǎng)后，要求電力系統(tǒng)具有靈活、快速響應(yīng)能力，針對新能源發(fā)電的不確定性，做到“隨新而動”；另一方面，新能源裝機(jī)容量、利用率和發(fā)電占比之間存在類似“克魯格曼不可能三角形”的相互制約，如增加裝機(jī)后新能源發(fā)電占比提升但利用率降低，要求電力系統(tǒng)能夠通過“電量搬移”來實(shí)現(xiàn)新能源資源的“豐枯相濟(jì)”和新能源利用“量率同升”。儲能可以實(shí)現(xiàn)高占比新能源電力系統(tǒng)的“電量搬移”，同時提升系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力，是促進(jìn)新型電力系統(tǒng)中新能源高效利用的有效手段。

目前儲能規(guī)劃配置方法主要分為兩種：一類是用典型方式和場景計算出的儲能規(guī)模，來反映全年儲能配置需求。該方法能滿足全年大部分場景下的儲能需求，但不能體現(xiàn)高占比新能源系統(tǒng)的儲能最優(yōu)化配置，也不能反映新能源資源極小時對儲能的需求，儲能容量可能存在超配或缺配情況。另一類是通過時序生產(chǎn)模擬法，多次計算得到滿足既定目標(biāo)的儲能配置規(guī)模，是目前使用最為廣泛的方法。該方法反映了具體目標(biāo)下的儲能需求，但未能充分利用新能源自身特性，往往通過帶有試探性的多次仿真來確定儲能規(guī)模，缺乏理論依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種儲能與新能源協(xié)同規(guī)劃“等面積法則”方法，該方法解決了當(dāng)前儲能規(guī)劃缺乏數(shù)理基礎(chǔ)、容量超配或缺配以及計算過程過于復(fù)雜的問題，首次實(shí)現(xiàn)儲能替代火電開機(jī)、儲能與新能源消納深度耦合、協(xié)同規(guī)劃的目標(biāo)。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，儲能與新能源協(xié)同規(guī)劃“等面積法則”方法，具體按照如下步驟實(shí)施：

步驟1，對含新能源的電網(wǎng)平衡進(jìn)行分析，得到新能源消納能力標(biāo)幺值x和新能源發(fā)電占比R；

步驟2，對新能源理論功率序列進(jìn)行分析，按照步驟1得到的新能源消納能力標(biāo)幺值x計算新能源消納特性曲線及新能源區(qū)間保證小時數(shù)等特征指標(biāo)；

步驟3，基于步驟2得到的新能源消納曲線，根據(jù)兩組電量升序列提出“等面積法則”，確定儲能容量及峰值功率，按照不同的保證率區(qū)間將儲能納入平衡；

步驟4，根據(jù)新能源目標(biāo)利用率和步驟2的消納曲線確定新能源消納能力上限，遍歷新能源消納能力下限，對每一組由消納能力上、下限確定的消納區(qū)間，采用步驟3的“等面積法則”計算得到各消納能力區(qū)間對應(yīng)的儲能容量、峰值功率、儲能時長及新能源裝機(jī)容量，形成計算結(jié)果集；

步驟5，根據(jù)規(guī)劃年份電網(wǎng)平衡的邊界條件，對新能源裝機(jī)容量已知和未知情況進(jìn)行分類討論，基于場景抽取方法，從步驟4的結(jié)果集中確定待規(guī)劃年的儲能配置參數(shù)。

本發(fā)明的特點(diǎn)還在于：

步驟1具體為：

步驟1.1，新能源消納能力P_S為系統(tǒng)發(fā)電負(fù)荷P_L減去常規(guī)機(jī)組最小出力P_T,min，如下式所示：

P_S＝P_L-P_T,min (1)；

常規(guī)機(jī)組開機(jī)容量P_T,max由系統(tǒng)最大發(fā)電負(fù)荷P_L,max和備用率α計算得到，最大負(fù)荷通過平均負(fù)荷P_L,mean除以負(fù)荷率ε得到，常規(guī)機(jī)組最小技術(shù)出力由開機(jī)容量和調(diào)峰率β來確定，如下式所示：