[发明专利]一种综合风电全年多季节特性的储能布点定容方法

说明书

本发明公开了一种综合风电全年多季节特性的储能布点定容方法，包括：获取电网参数和储能参数，以运行成本、储能投资、弃风惩罚、外送成本之和最小为目标函数，建立基于运行模拟的储能规划模型；通过多场景分析识别电池储能需求较大的位置作为电池储能备选节点，并提出储能需求比、等效全年最大储能需求日两项指标以综合不同季节储能需求的差异，确定最终布点定容方案。本发明在规划目标中考虑了储能的投资成本，同时利用储能需求比综合考虑了不同季节储能需求上的季节性差异，在保障经济性的基础上有效缓解了因调节能力不足导致的弃风限电问题，同时有利于从全局考虑，提高储能规划的整体经济性及利用效率。

技术领域

本发明属于电气工程领域，更具体地，涉及一种综合风电全年多季节特性的储能布点定容方法。

背景技术

进入21世纪以来，在能源危机与环境污染的双重压力下，风电因其技术成熟，具备规模开发条件、商业化发展前景好等优点发展迅速。2016年我国新增装机2337万千瓦，累计装机容量达到1.69亿千瓦，是装机量位于世界第二位的美国的两倍。然而由于风电出力的随机性和波动性，风电大规模并网给电力系统带来极大挑战。尤其是系统可调容量的不足将导致严重弃风，阻碍风电的健康发展。储能技术的快速发展为应对风电消纳提供了良好的解决思路。然而现阶段，储能的发展还不够成熟，存在投资成本高、经济性差等问题。因此，需要采取经济有效的储能规划方法，在缓解弃风问题的同时保障规划的经济性。目前在国内，常用的储能规划方法包括基于波动平抑的储能规划、全额消纳风电的最小储能规划，前者仅考虑储能在平滑风电曲线中的作用，但忽略了储能在促进风电消纳中的贡献，导致高额储能投资下弃风率仍然居高不下，后者以全额消纳风电为目标，但未考虑储能的高昂成本，同样会导致投资的低效。同时，二者仅考虑单负荷日下的储能规划，未计及储能需求的季节性差异，进一步导致储能投资布局的不合理。

由此可见，现有技术存在经济性差、不能有效缓解了因调节能力不足导致的弃风限电的技术问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种综合风电全年多季节特性的储能布点定容方法，由此解决现有技术存在经济性差、不能有效缓解了因调节能力不足导致的弃风限电的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种综合风电全年多季节特性的储能布点定容方法，包括：

(1)获取电网参数和储能参数，以运行成本、储能投资、弃风惩罚、外送成本之和最小为目标函数，以电池储能系统约束、抽水蓄能系统约束、火电机组运行约束、外送线路运行约束和运行模拟系统约束为约束条件，建立基于运行模拟的储能规划模型；

(2)根据电网参数、储能参数和基于运行模拟的储能规划模型，构建求解模型；

(3)依次变更典型日、电池储能成本、弃风惩罚系数得到一系列场景，对各节点各场景下电池储能取均值，均值最大的前N_o个节点为电池储能的备选节点，抽水蓄能的备选节点为建设位置；

(4)利用求解模型得到冬季典型日的储能投资和夏季典型日的储能投资，冬季典型日的储能投资和夏季典型日的储能投资之商为储能需求比，储能投资较大的典型日为最大储能需求日，利用储能需求比得到全年等效最大储能需求日；

(5)利用全年等效最大储能需求日更新基于运行模拟的储能规划模型，得到更新后的电池储能成本和抽水蓄能成本，基于求解模型，根据电池储能的备选节点、抽水蓄能的备选节点、更新后的电池储能成本和抽水蓄能成本，得到最终布点定容方案。

进一步的，电网参数包括：火电机组经济参数、风电机组经济参数、区域间输电经济参数、系统技术参数和火电技术参数，以及冬、夏季典型日的风电及负荷的功率数据P_W，i，t，