[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(shè)計(jì)）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(quán)）人: 國網(wǎng)河南省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院;南京工程學(xué)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

本發(fā)明涉及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，包括：以系統(tǒng)運(yùn)行成本最低和系統(tǒng)穩(wěn)定性最大為雙目標(biāo)，建立系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化子模型；以系統(tǒng)總成本最小為目標(biāo)，以新能源棄用率不超過最大允許新能源棄用率和擬配置額定儲能容量不超過儲能容量限值作為約束條件，建立容量優(yōu)化配置父模型；利用甲蟲覓食多目標(biāo)優(yōu)化算法求解系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化子模型，系統(tǒng)運(yùn)行成本和新能源棄用率傳遞到父模型，父模型將擬配置額定儲能容量傳遞到子模型；父模型和子模型交替迭代計(jì)算，求解系統(tǒng)中新型儲能的最優(yōu)容量配置方案及各機(jī)組最優(yōu)運(yùn)行數(shù)據(jù)。該方法為提升新能源有效出力、保障電力供應(yīng)和提升電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定水平提供了新的技術(shù)手段。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)規(guī)劃技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及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。

背景技術(shù)

在清潔能源高速發(fā)展的同時(shí)，波動性、隨機(jī)性和間歇式能源大規(guī)模并網(wǎng)給電網(wǎng)運(yùn)行從調(diào)控運(yùn)行到安全控制等諸多方面帶來了不利影響，極大地限制了清潔能源的有效利用。電網(wǎng)的輸電能力受網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、供電電源位置和容量及負(fù)荷分布限制，以往主要通過新建輸電線路和新增有功或無功電源來提高輸電能力。

近些年新能源發(fā)電規(guī)模逐步擴(kuò)大，若直接接入電網(wǎng)極易降低系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性，為了避免此類問題的發(fā)生，可以考慮采用儲能技術(shù)進(jìn)行調(diào)度補(bǔ)給，經(jīng)研究表明儲能系統(tǒng)能有效克服新能源出力波動過大的問題。作為解決新能源發(fā)電并網(wǎng)問題的有效途徑之一，儲能電站與大規(guī)模集中式或分散式新能源發(fā)電聯(lián)合應(yīng)用，將隨著新能源發(fā)電規(guī)模的日益增大以及各類儲能技術(shù)的不斷發(fā)展，成為我國清潔能源發(fā)展戰(zhàn)略的重大關(guān)鍵技術(shù)。

儲能系統(tǒng)具有能量高、安裝靈活、充放電速度快等特點(diǎn)，可以在不改變現(xiàn)有電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上平抑風(fēng)功率波動、緩解常規(guī)機(jī)組調(diào)峰壓力、提高新能源消納水平。在電網(wǎng)中配置儲能系統(tǒng)首先需考慮儲能系統(tǒng)的容量配置，以總成本最低，即投資成本、新能源棄用成本、運(yùn)行成本最低為目標(biāo)，并考慮電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，站在經(jīng)濟(jì)性角度對高比例新能源饋入電力系統(tǒng)的儲能容量進(jìn)行優(yōu)化配置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供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。本發(fā)明建立容量優(yōu)化配置父模型和系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化子模型，通過兩級模型進(jìn)行交替迭代計(jì)算，求解系統(tǒng)中配置新型儲能的容量最優(yōu)配置方案，為提升新能源有效出力、保障電力供應(yīng)及提升安全穩(wěn)定水平提供了新的技術(shù)手段。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

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，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(fù)荷特性相似度，計(jì)算系統(tǒng)穩(wěn)定性指標(biāo)S；

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

步驟3：以系統(tǒng)總成本最小為目標(biāo)，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(biāo)優(yōu)化算法求解系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化子模型，得到當(dāng)前容量配置下各機(jī)組最優(yōu)出力、系統(tǒng)運(yùn)行成本Z和新能源棄用率P_{N loss}；

步驟5：將求解系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化子模型得到的系統(tǒng)運(yùn)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(yùn)行優(yōu)化子模型；容量優(yōu)化配置父模型和系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化子模型交替迭代計(jì)算，求解系統(tǒng)中新型儲能的最優(yōu)容量配置方案及各機(jī)組最優(yōu)運(yùn)行數(shù)據(jù)。

為優(yōu)化上述技術(shù)方案，采取的具體措施還包括：