[發明專利]基于動態熱定值的風儲一體化系統容量評估方法及系統

在審

• 申請號: 202310072041.0
• 申請日: 2023-01-16
• 公開（公告）號: CN116231735A
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 崔璨;代勇;張偉;袁飛;王慶;葉俊;王巖;張寒;榮鵬;王毅;劉文明;趙娜
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司泰安供電公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/28;H02J3/46;H02J3/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王雪

本發明屬于風儲容量評估領域，提供了一種基于動態熱定值的風儲一體化系統容量評估方法及系統，包括獲取風儲一體化系統的輸出功率和預裝機位置的實際環境變量；基于動態熱定值，計算風儲一體化系統與主電力系統之間的架空輸電線路的電?熱耦合關系；根據所得到的電?熱耦合關系和預裝機位置的實際環境變量，分析架空輸電線路的功率傳輸狀態；根據所述架空輸電線路的功率傳輸狀態和風儲一體化系統的初始容量，確定風儲一體化系統的輸出容量。本發明通過求解受多種變化環境條件影響的動態熱交換過程的電熱平衡方程，在分析考慮專用架空線路動態性能的風電場和儲能最佳規模的有效性，同時實現投資成本和運行效率的協調。

技術領域

本發明屬于風儲容量評估技術領域，具體涉及一種基于動態熱定值的風儲一體化系統容量評估方法及系統。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本發明相關的背景技術信息，不必然構成在先技術。

風力發電的不確定性與專用架空輸電線路(overhead?transmission?lines，OTL)效率之間的矛盾是一個尚未解決的問題，專用架空輸電線路是連接在風電廠和主系統間用于輸送波動潮流的線路。在大型風電場中配置儲能系統以維持系統功率平衡，為解決這一矛盾創造了機遇。隨著儲能裝置成本的降低，新建風電場一般要求配置儲能設備，以緩解功率輸出的波動。儲能運行可大大降低風電不確定性影響下主電網的電力儲備需求，從而提高系統穩定性。

集中式風電場主要分布在遠離負荷中心、風資源豐富的偏遠地區。因此，專用架空輸電線路作為一種行之有效的可靠輸電技術，被應用于將風電傳輸并集成到主系統中。通常，發電和輸電分屬于不同的運營系統并受其監管。在發電方面，擴大利潤的需求刺激了更多的投資建立風電集成系統，這就產生了對輸電設備的需求。然而，電網企業的決策者不愿意為風電集成系統中接入主系統的專用架空輸電線路投入大量資金。這是由可持續能源的波動性和間歇性造成的專用架空輸電線路利用率低導致的。基于上述兩方面的矛盾，發掘線路潛在的輸電能力成為經濟高效地擴大風力發電系統規模的關鍵問題。

靜態熱定值(static?thermal?rating，STR)是評估線路在一組固定的典型環境參數情況下的最大允許電流或有功功率的有效方法。然而，隨著時間和位置的變化，環境條件可能會有很大的不同。用傳統STR評估線路傳輸容量的處理方法可以在很大程度上保證系統的安全性。但是線路在承載波動和間歇的可再生功率時，其能力沒有得到充分的利用，從而降低了線路的運行效率。那么如何最大限度地利用接入架空輸電線路，進一步擴大風能集成規模就成為一個決策難題。

動態熱定值(dynamic?thermal?rating，DTR)利用實時環境參數計算線路的可用容量，可以克服傳統靜態方法的保守性，并有效提高接入主網的風電集成系統規模。此外，風速等環境因素的變化不僅直接改變風力發電機組的出力，還會通過作用于架空輸電線路的電熱特性而影響輸送容量。例如，較高的風速使風力發電量增加，同時為線路的散熱提供了良好條件，從而提高了輸送容量。因此，DTR的優勢極大地挖掘了輸電系統的物理能力，提高了風電并網的效率。然而，針對風力發電同步時序仿真和架空輸電線路傳輸容量的研究較少，這也是本實施例所要解決的主要問題之一。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出了一種基于動態熱定值的風儲一體化系統容量評估方法及系統，本發明為解決風力發電與輸電的矛盾，在風電場中配置儲能系統，將其定義為風儲一體化系統。通過風力發電、輸電潛力最大化和儲能系統之間的協調，有望在風電集成的系統中實現投資經濟性和運行性能的優化。基于環境條件變化而非傳統靜態參數的輸電能力評估被認為是風電集成系統指導儲能運行的更有效的方法。

根據一些實施例，本發明的第一方案提供了一種基于動態熱定值的風儲一體化系統容量評估方法，采用如下技術方案：

基于動態熱定值的風儲一體化系統容量評估方法，包括：

獲取風儲一體化系統的輸出功率和預裝機位置的實際環境變量；