[發明專利]一種提升省域新能源消納能力的儲能配置方法

在審

• 申請號: 202310424922.4
• 申請日: 2023-04-20
• 公開（公告）號: CN116418020A
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發明（設計）人: 楊立濱;劉庭響;李正曦;安娜;周萬鵬;高金;馬俊雄;王愷
• 申請（專利權）人: 國網青海省電力公司清潔能源發展研究院;國網青海省電力公司經濟技術研究院;國網青海省電力公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/28
• 分類號: H02J3/28;H02J3/46
• 代理公司: 西寧工道知識產權代理事務所(普通合伙) 63102
• 代理人: 張海明

1.本發明提出了一種提升省域新能源消納能力的儲能配置方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、研判影響省域新能源消納的主要因素；

步驟二、建立考慮調峰能力約束的新能源消納模型；

步驟三、結合斷面阻塞棄電率和調峰棄電率等因素，建立提升省域新能源消納能力的儲能容量配置模型及評價指標，以分析儲能加裝后對電網的影響；

步驟四、結合新能源利用率、水文年、新能源裝機占比等因素，進行因素與儲能容量配置之間的敏感性分析。

2.根據權利要求1所述的一種提升省域新能源消納能力的儲能配置方法，其特征在于，所述步驟一包括以下流程：

確定評估水平年，抽取該年各日的負荷曲線、電源結構，通過調峰能力分析以得到各日各時段的電網所接納的新能源發電機組的空間值；

模擬出各日新能源電力出力曲線，比較各日各時段的電網所接納的新能源電能空間值和新能源力出力曲線，以得到各日各時段的棄電功率，則形成年棄電功率時序曲線，并統計出全年的棄電數據；

將電力系統中各電站的計劃檢修、負荷備用、事故備用作為約束條件，模擬電力系統全年365天各電站的運行方式和發電曲線，基于調峰層面分析新能源電能的消納能力，再分析電力系統在小時時間尺度內分鐘級新能源電能波動下的消納能力；將全年發電機組組合分割為四個季度的機組組合模型，并標識傳統發電機組出力強的季節；

通過等可靠性原則獲得機組檢修計劃，包括以下步驟：

(1)將全天以4個小時作為間隔，平均每月為180個時間節點，求解月度機組組合計劃；

(2)根據月度機組組合計劃，分析30分鐘、15分鐘、5分鐘時間尺度下，由于可再生能源的波動，機組調峰能力不足而引起的可再生能源利用不充分問題。

3.根據權利要求1所述的一種提升省域新能源消納能力的儲能配置方法，其特征在于，所述步驟二包括以下流程：

(1)建立機組組合計算模型：

基于等風險度法制定電源檢修計劃，基于總運行費用最小為目標構造機組組合計算模型，表示為公式1：

式中：α_j,β_j,γ_j分別為燃料費用系數，S^t_Gj為開機費用，U^t_Gj為機組電壓，P^t_Gj為機組有功功率，D^t_Gj為停機費用；

其中S^t_Gj采用兩狀態模型，通過比較T^t_Gj,off與最小冷啟動時間限制的大小，確定采用冷啟動還是熱啟動方式啟動機組，S^t_Gj表示為公式2：

式中：C_cj,C_hj分別為機組j的冷熱開機費用；為機組j的最小停機時間限制；為機組的冷啟動時間；T^t_Gj,off為連續停機時間；

上述機組組合計算模型的約束條件包括電力電量平衡、機組出力上下限、旋轉備用、機組最小啟停時間、機組爬坡等約束；

(2)建立調峰約束的新能源棄電比例計算模型：

計算得到全年的機組組合，進而可以計算得到∑P_gmin；∑P_gmin為全年每時刻常規電源的最小出力；

定義凈負荷，表示為公式3：

load_net＝load_o+load_s-P_PV-P_wind

????????????????????????????????(公式3)

式中：load_net為凈負荷，load_o為原始負荷曲線，load_s為系統外送功率，P_wind為風電出力，P_PV為光伏出力；

得到逐小時凈負荷曲線，與此時∑P_gmin進行比較，其中：

1)當不含有儲能時，具體的計算流程如圖2所示：

若load_net＞∑P_gmin，且機組爬坡不越限，則可將可再生能源全部消納，無棄風棄光；

若load_net＜∑P_gmin，且機組爬坡不越限，則棄可再生能源量為∑P_gmin-load_net；

在小時間尺度內，可再生能源波動會較大，而機組爬坡率有限，則當等效負荷波動率大于機組越限，且將所有的機組爬坡越限值記做P'，則新增棄風棄光量為

2)當含有儲能時，基于圖3，其修正方法為：

采用儲能E＝l₂ΔE修正凈負荷曲線，得到系統第d天第t時段的綜合凈負荷；

設第d天凈負荷曲線低谷值為P_min,d，將儲能E應用于低谷附近的r個時段，r取經驗值，如圖3陰影部分所示，凈負荷的低谷值則從P_min,d提高到P_min′d，從而降低該日凈負荷的峰谷差；

按照儲能的容量與陰影部分面積相等的原則，修正后凈負荷低谷值，表示為公式4：

式中：Δt為時間間隔，15min；P_netload,d,t1為低谷附近個時段的凈負荷值；l₂ΔE表示當前情景中儲能的容量；

利用儲能修正后的凈負荷曲線，稱為綜合凈負荷曲線P_comload,d,t。