[发明专利]电池储能系统协同火电厂参与电网实时深度调峰的经济配置方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种电池储能系统，进一步涉及电池储能系统协同火电厂参与电网实时深度调峰的经济配置方法。

背景技术：

为缓解东北地区电热矛盾，提高风电消纳能力，国家能源局东北监管局印发了《东北电力辅助服务市场运行规则(试行)》，该规则对电力辅助服务市场主体参与电网调峰辅助服务的辅助服务补偿、调峰补偿费用分摊机制做了详细说明，鼓励供热电厂(也可引进第三方)，投资建设储能调峰设施，并且同等条件下优先调用其调峰资源，火电企业或第三方在计量出口内建设的储能设施，视为深度调峰设施，在深度调峰交易中抵减机组发电出力进行费用计算及补偿，最多可抵减至出力为零，对抵减后出力为负部分不予补偿。储能调峰设施不影响机组最小运行方式核定，不影响机组上网电量合同执行。电池储能系统协同火电厂参与电网深度调峰，通过在调峰时段充电、非调峰时段放电，可以在保证机组出力的前提下，获得调峰补偿收益。

但现阶段电池储能技术成本较高，寿命有限，需结合实际调峰需求，优化储能容量配置，提高配置储能参与系统深度调峰的经济性。

发明内容：

本发明目的是基于火电厂历史出力数据及同期电力调度机构调峰指令数据，解决如何优化配置储能功率、容量，满足投资的经济性。技术方案如下：

电池储能系统协同火电厂参与电网实时深度调峰的经济配置方法，包括如下过程：

步骤1：基于火电厂历史出力数据及同期电力调度机构调峰指令数据，形成修正的火电厂出力数据；

步骤2：计算典型日电池储能系统协同火电厂调峰的功率限值、容量限值；

步骤3：基于功率限值、容量限值，进行等额划分，成为M×N的数组，遍历该数组，提取某一组合的储能系统功率、容量；

步骤4：基于典型日火电厂计划出力、电力调度机构调峰指令信号，以储能系统转移的能量最大为目标，优化储能系统充放电曲线；

步骤5：计算储能系统协同火电厂调峰收益；

步骤6：计算储能系统协同火电厂储能放电收益；

步骤7：计算储能系统协同火电厂配置储能的净收益；

步骤8：计算储能系统协同火电厂配置储能系统参与调峰的投资回报率；

步骤9：遍历M×N数组，形成净收益关于储能功率、容量的三维曲线，形成投资回报率关于储能功率、容量的三维曲线，投资回报率、净收益最大时对应的储能功率、容量即为储能系统的经济配置。

在步骤1中，基于火电厂历史出力数据及同期电力调度机构调峰指令数据，可按下述方法形成计及调峰指令信号的火电厂出力数据：

当同期电力调度机构调峰指令数据中有调峰指令信号时，

p'(t)＝p(t)

当同期电力调度机构调峰指令数据中没有调峰指令信号时，

p'(t)＝0

其中，p'(t)为计及调峰指令信号的火电厂出力数据；p(t)为火电厂历史出力数据。

在步骤2中，可按下述方法计算典型日电池储能系统协同火电厂调峰的功率限值：

P_max＝maxp'(t)

其中，P_max为电池储能系统协同火电厂调峰的功率限值。

在步骤2中，以T分钟为一个周期进行统计，可按下述方法计算典型日电池储能系统协同火电厂调峰的容量限值：

其中，E_max为电池储能系统协同火电厂调峰的容量限值；

i＝0，1，2，…，24*60/T；t＝0，1，2，…，24*60/T。

在步骤3中，可分别以储能功率限值P_max、容量限值E_max为端值构成数据区间(0,P_max]、(0,E_max]，然后等额划分，成为M×N的数组，遍历该数组，计某一组合的储能系统功率、容量分别为P_VRB、E_VRB。

在步骤4中，可按下述方法优化储能系统充放电曲线：

目标函数：

约束条件：

其中：p_e(t)为t时刻储能系统充放电功率；Δt为单位统计周期；E₀为储能系统初始容量；η_ch为电池储能系统充电效率；η_dis为电池储能系统放电效率。

在步骤5中，可按下述方法计算储能系统协同火电厂调峰收益：

步骤5.1：设定初始时刻t＝0、调峰收益I₁＝0；