[發(fā)明專利]一種基于高比例新能源消納的提升電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的儲能容量配置方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211500109.2
• 申請日: 2022-11-28
• 公開（公告）號: CN115764945A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發(fā)明（設計）人: 于琳琳;司瑞華;孟高軍;錢聰聰;程昱明;王傳捷;張麗華;王洋;劉萬勛;邵紅博
• 申請（專利權）人: 國網河南省電力公司經濟技術研究院;南京工程學院
• 主分類號: H02J3/28
• 分類號: H02J3/28;H02J3/32;H02J3/46;H02J3/38
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 徐燕

1.一種基于高比例新能源消納的提升電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的儲能容量配置方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟1：基于電力系統(tǒng)新能源場站和新型儲能綜合出力特性與負荷特性相似度，計算系統(tǒng)穩(wěn)定性指標S；

步驟2：以系統(tǒng)運行成本Z最低和系統(tǒng)穩(wěn)定性指標S最大為雙目標，建立系統(tǒng)運行優(yōu)化子模型；

步驟3：以系統(tǒng)總成本最小為目標，以新能源棄用率P_{N loss}不超過最大允許新能源棄用率P^_{N loss}和擬配置額定儲能容量C_R不超過儲能容量限值C_R^max作為約束條件，建立容量優(yōu)化配置父模型；

步驟4：利用甲蟲覓食多目標優(yōu)化算法求解系統(tǒng)運行優(yōu)化子模型，得到當前容量配置下各機組最優(yōu)出力、系統(tǒng)運行成本Z和新能源棄用率P_{N loss}；

步驟5：將求解系統(tǒng)運行優(yōu)化子模型得到的系統(tǒng)運行成本Z和新能源棄用率P_{N loss}傳遞到容量優(yōu)化配置父模型，容量優(yōu)化配置父模型將擬配置額定儲能容量C_R傳遞到系統(tǒng)運行優(yōu)化子模型；容量優(yōu)化配置父模型和系統(tǒng)運行優(yōu)化子模型交替迭代計算，求解系統(tǒng)中新型儲能的最優(yōu)容量配置方案及各機組最優(yōu)運行數據。

2.根據權利要求1所述的基于高比例新能源消納的提升電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的儲能容量配置方法，其特征在于，步驟1具體為：

電力系統(tǒng)穩(wěn)定性指標S由下式計算：

式中，X為時間區(qū)間數；M為典型日新能源場站和新型儲能綜合出力特性與負荷特性的相似時間區(qū)間總數；

典型日新能源場站和新型儲能綜合出力特性與負荷特性的相似時間區(qū)間總數M由下式計算：

式中，m_x為典型日新能源場站和新型儲能在第x時間區(qū)間的綜合出力特性與負荷特性的相似特性值，H_x為典型日新能源場站和新型儲能在第x時間區(qū)間的綜合出力特性與負荷特性的相似判斷系數；

典型日新能源場站和新型儲能在第x時間區(qū)間的綜合出力特性與負荷特性的相似判斷系數H_x由下式計算：

式中，P_NR^*_x為典型日內時間標幺值t^*_x時刻新能源場站和新型儲能綜合出力標幺值，P_NR^*_x-1為典型日內時間標幺值t^*_x-1時刻新能源場站和新型儲能綜合出力標幺值，P_L^*_x為典型日內時間標幺值t^*_x時刻新能源場站和新型儲能負荷標幺值，P_L^*_x-1為典型日內時間標幺值t^*_x-1時刻新能源場站和新型儲能負荷標幺值，I_x為第x時間區(qū)間的屬性標記；

按照下式將新能源場站出力時間t進行標幺化：

式中，t^*_x為新能源場站出力的第x個時間點處的標幺值，t_x-1為第x-1個新能源場站出力時間，X為時間區(qū)間數，Δt為時間區(qū)間間隔量，時間區(qū)間間隔量Δt由下式計算：

式中，t_m為精細化系數；

以常規(guī)火電機組最大出力P_H^max對k區(qū)域新能源場站典型日出力數值進行標幺化：

式中，P_N^*(k)_x為k區(qū)域新能源場站在時間t^*_x時的出力標幺值，P_N^*(k)(t^*_x)為k區(qū)域新能源場站在標幺時間t^*_x時的實際出力數值；

綜合K個區(qū)域新能源場站出力特性的總體新能源在時間t^*_x時的典型日出力標幺值P_N^*_x：

式中，λ_k為第k區(qū)域新能源場站裝機規(guī)模占總新能源場站裝機規(guī)模的占比系數，μ_k為k區(qū)域新能源場站并網的網損率；占比系數λ_k的計算方法見下式：

式中，P_N^(k)max為k區(qū)域新能源場站裝機規(guī)模；

以常規(guī)火電機組最大出力P_H^max對典型日負荷數值進行標幺化，如下式所示：

式中，P_L^*_x為在標幺時間t^*_x的平均負荷標幺值，P_L(t^*_x)為在標幺時間t^*_x的實際負荷值；

以常規(guī)火電機組最大出力P_H^max對新型儲能出力數值進行標幺化，如下式所示：

式中，P_R^*_x為新型儲能在時間t^*_x時的出力標幺值，P_R(t^*_x)為新型儲能在標幺時間t^*_x時的實際出力數值；

計算常規(guī)火電機組最小出力P_H^*min在標幺時間t^*_x的標幺值：

式中，P_H^min為常規(guī)火電機組最小出力數值，P_H^max為常規(guī)火電機組最大出力；

計算典型日內時間標幺值t^*_x時刻新能源場站和新型儲能綜合出力標幺值P_NR^*_x：

P_NR^*_x＝P_N^*_x+P_R^*_x+P_H^*min (13)

式中，P_N^*_x為總體新能源典型日出力標幺值，P_R^*_x為新型儲能在時間t^*_x時的出力標幺值，P_H^*min為常規(guī)火電機組最小出力標幺值；

根據總負荷關于時間t^*_x時的典型日負荷標幺值P_L^*_x和電力系統(tǒng)典型日新能源場站和新型儲能綜合出力標幺值P_NR^*_x確定棄新能源出力的時間區(qū)間，具體如下：

若滿足P_L^*_xP_NR^*_x，則標幺值時間區(qū)間為棄新能源出力的時間區(qū)間，根據下式對第x時間區(qū)間的屬性標記I_x進行賦值：