[发明专利]一种计及辅助服务补偿的大规模风电场储能容量优化方法

权利要求书

1.一种计及辅助服务补偿的大规模风电场储能容量的配置方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：将量化后的电池储能BESS加入前后对系统辅助服务成本的缓解程度作为辅助服务补偿，根据辅助服务补偿和获取的风电场配置储能的直接经济效益计算风储联合运行收益；

步骤2：储能为风电的不确定性提供备用后，更新适应调度计划的BESS约束；

步骤3：更新后的BESS约束结合常规约束组建约束条件合集，通过最大化风储联合运行收益获取目标函数，根据约束条件合集和目标函数构建风电场储能容量优化模型；

步骤4：将采集的电力系统参数输入风电场容量优化模型进行求解获取风电场配置电池储能系统的最优容量；

所述步骤1包括如下步骤：

步骤1.1：量化BESS加入前后对系统辅助服务成本的缓解程度；

步骤1.2：风电场配置储能的直接经济效益包括BESS成本和弃风收益，计算BESS成本，计算如公式1所示：

C_cap＝α^s·P_cap+β^s·S_cap

其中，C_cap表示BESS成本；α^s表示储能系统折合到每年的容量单价；β^s表示储能系统折合到每年的功率单价；r表示kW·h/kW成本的比例；C_E表示储能单位投资成本，$/kW·h；T_life表示BESS的等效运行年限；C_OM表示运行维护成本，$/年；P_cap表示储能系统的额定功率；S_cap表示储能系统的容量；

步骤1.3：将BESS加入前后对系统调峰和旋转备用辅助服务的缓解程度全部作为辅助服务补偿，计算弃风收益和辅助服务补偿，如公式2所示：

其中，S_save表示风储联合运行相比风电单独并网时带来的弃风收益；C'_serve表示加入BESS后风储联合运行对系统辅助服务的缓解程度，即获得的辅助服务补偿；P_Wloss,t和P'_Wloss,t分别表示含与不含储能系统时风电场每时刻的弃风情况；ρ^wind表示风电上网电价；l表示季度，b_l表示每个季度所含天数；C_serve表示风电单独并网时引致的辅助服务成本；表示风储联合运行时引致的辅助服务成本；

步骤1.4：根据BESS成本、弃风收益和辅助服务补偿计算风储联合运行收益，如公式3所示：

f＝S_save+C'_serve-C_cap (3)

其中，f表示风储联合运行收益；S_save表示风储联合运行相比风电单独并网时带来的弃风减少量收益；C'_serve表示辅助服务补偿；C_cap表示BESS成本；

所述步骤1.1包括如下步骤：

步骤1.1.1：通过风电单独并网前后系统提供辅助服务的成本差值量化风电引致的辅助服务成本，如公式4所示：

C_serve＝C_fixed+C_fluctuant

其中，C_serve表示风电单独并网时引致的辅助服务成本，C_fixed表示风电单独并网时固定辅助服务成本，C_fluctuant表示风电单独并网时变动辅助服务成本；C_AI表示参与辅助服务的常规机组折合到每天的单位投资成本；M/M_wind分别表示风电单独并网前/后参与辅助服务的机组数量；为参与辅助服务机组额定装机容量；c_g/分别为风电单独并网前/后机组单位煤耗成本；P_GS，i(t)为辅助服务机组i在t时刻的出力；T为一天24小时；

步骤1.1.2：通过风储联合运行前后系统提供辅助服务的成本差值量化风储联合运行时引致的辅助服务成本，如公式5所示：

其中，表示风储联合运行引致的辅助服务总成本；表示风储联合运行时固定辅助服务成本，表示风储联合运行时变动辅助服务成本；表示风储联合运行后参与辅助服务的机组数量；表示风储联合运行后机组单位煤耗成本；

步骤1.1.3：通过BESS加入前后系统提供辅助服务的成本差值即与C_serve的差值，量化BESS对系统辅助服务成本的缓解程度。