[发明专利]基于光伏接纳可行域的储能控制策略及经济性评价方法

说明书

技术领域

本发明属于光伏领域，是一种基于光伏接纳可行域的储能控制策略及经济性评价方法。

背景技术

随着世界范围内能源枯竭与环境问题的逐步恶化，人们越来越关注可再生能源的开发与利用，其中太阳能光伏以其清洁、安全、可再生的特点以及太阳能电池板价格逐步降低的优势，在世界范围内备受青睐。截至2015年底，我国光伏电站装机达到4318万千瓦。

与风电类似，光伏出力同样具有“难预测性”、“难调度性”与“强波动性”等特质，挑战电力系统调度运行安全。由于系统调峰限值，大规模光伏功率波动与电网安全运行之间存在严重的源网矛盾，制约光伏接纳的规模，造成大量弃光。据统计，我国甘肃电网、新疆电网弃光率分别达到31％和26％^[1]，提高电网接纳光伏的规模已成为目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提出一种基于光伏接纳可行域的储能控制策略及经济性评价方法，该方法考虑当全网光伏功率波动打破原有供需平衡时，即光伏站群出力波动导致净负荷功率波动超出电力系统有功调节能力范围时，光伏-电网之间的源网矛盾才需要缓解，避免了储能的过度调控，减少弃光损失，并对储能系统进行经济性分析。

解决其技术问题采用的技术方案是：一种基于光伏接纳可行域的储能控制策略及经济性评价方法，其特征在于，它包括以下内容：

1)光伏接纳可行域

电力系统是一个功率实时平衡的系统，根据日前负荷预测安排当天电源出力计划，光伏功率P_solar(t)的接入会影响源—网—荷功率的实时平衡，区域电网功率平衡关系如(1)式：

P_load(t)＝P_H(t)+P_solar(t)+P_TH(t) (1)

其中，P_load(t)为全网实时负荷；P_H(t)为水力机组实时出力；P_solar(t)为光伏电站群实时出力；P_TH(t)为火力机组实时出力；

引入光伏接纳可行域的概念，以计算电网接纳光伏功率的最大值，以负荷需求与水电、火电出力和之差表示，如(2)式：

P_lim(t)＝P_load(t)-P_H·min(t)-P_Th·min(t) (2)

式中，P_lim为接纳可行域限值；P_H·min为水力机组最小出力；P_TH·min为火力机组最小出力，接纳可行域区域如(3)式：

P_solararea(t)≤P_lim(t) (3)

2)基于光伏接纳可行域的控制

在负荷低谷、光伏出力高峰时段，利用储能系统吸收超出可行域的光伏电量；在负荷高峰时段且光伏接纳可行域尚有裕度时，储能系统放电，

在负荷低谷时段储能的充电功率P_ess为：

在负荷高峰时段，储能系统放电功率P_ess为：

储能系统容量配置E_bs(t)为：

式中，T为一个调度日内储能系统总充电时间；

3)储能系统的运行的评价

a)储能平抑后光伏电站群的弃光电量

在光伏出力大于调度计划出力时，受储能系统自身的额定功率和额定容量限制，光伏功率波动不能被完全平抑，将导致一部分光伏出力不能上网，这部分电量为“弃光电量”，如(7)-(10)式：

P_non1＝P_solar(t)-P_m(t) (7)

功率限制弃光电量为：

容量限制弃光电量为：

总弃光电量为：

E_non＝E_non1+E_non2(10)

其中，P_non1为储能系统额定功率限制弃光功率；E_non1为储能系统额定功率限制弃光电量；E_non2为储能系统额定容量限制弃光电量；E_non为总弃光电量；

b)储能系统的经济性分析