[发明专利]一种基于新能源随机波动的多类型储能联合规划方法

说明书

本发明公开了一种基于新能源随机波动的多类型储能联合规划方法，获取多类型储能规划数据、系统基本技术数据、系统运行约束条件数据、系统运行预测数据；构建确定多类型储能选址定容的联合规划模型；对联合规划模型进行求解得到各待选节点储能设备投建电量/容量，不同弃新能源风险和新能源消纳率下投建方案的投建及运行成本，以及电量利用率和容量利用率，根据以上数据实现储能设备的最优选址定容。本发明所提出多类型储能的联合规划方法相比于单一类型储能规划方法具有更优的经济性和储能利用效率，其能够更好的满足系统运行的多方面需求，从而极大地提高了新能源的消纳水平。

技术领域

本发明属于电源规划技术领域，具体涉及一种基于新能源随机波动的多类型储能联合规划方法。

背景技术

新能源发电的随机波动性和不可控性给电力系统的运行调度带来了巨大的挑战，为了在确保系统安全运行的同时保障对高比例新能源的足额消纳，电力系统应具有足够的调节灵活性以缓解新能源出力的短时波动影响，并应对新能源出力与负荷的时序不匹配问题。而随着储能设备在技术层面和商业层面上的日渐成熟，规模型储能逐渐成为为新能源并网消纳提供系统运行所需灵活性的潜在解决方案。因此，需要一种考虑新能源随机波动性的多类型储能联合规划方法，在规划层面上分析采用储能设备来改善系统新能源消纳能力的可行性。

以推动新能源消纳为目标的储能规划研究需要同时考虑新能源出力的随机分布特性和时序波动特性。若仅采用储能设备来确保系统对新能源的全额消纳，则可能需要投建具有足额功率以及足额电量的储能设备来响应系统极限运行场景下的新能源尖峰出力和尖峰波动功率。当前阶段储能设备的造价仍然较高，储能设备的投建经济性与弃新能源量损失之间可能同样存在着尖锐的相互冲突关系。其次，对于具有高比例新能源的电力系统而言，其在运行调度过程中的电力电量平衡需求是极为复杂多变的，不可能存在一种理想的储能设备能够在保证规划经济性的前提下恰好满足系统运行的多方位灵活性需求。实际上，不同类型的储能设备具有不同的运行特征和投建成本构成，相应地其也具有不同的应用领域和应用时间尺度。

因此通过组合多种不同类型的储能设备，理论上能够更有针对性的满足电力系统运行的不同需求。目前涉及多类型储能的投资组合优化研究才刚刚起步，现有研究还并未就面向推动新能源消纳的多类型储能选址定容优化问题展开深入调研。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于新能源随机波动的多类型储能联合规划方法，对储能电站的选址定容进行优化，对于储能设备的实际建设具有更强的指导意义。

本发明采用以下技术方案：

一种基于新能源随机波动的多类型储能联合规划方法，获取多类型储能规划数据、系统基本技术数据、系统运行约束条件数据、系统运行预测数据；构建确定多类型储能选址定容的联合规划模型；对联合规划模型进行求解得到各待选节点储能设备投建电量/容量，不同弃新能源风险和新能源消纳率下投建方案的投建及运行成本，以及电量利用率和容量利用率，根据以上数据实现储能设备的最优选址定容。

具体的，构建确定多类型储能选址定容的联合规划模型的步骤如下：

S201、构建确定多类型储能选址定容的联合规划模型目标，以最小化电力系统规划运行的多方面综合成本为目标函数；

S202、构建包括包括储能节点投建约束和储能系统投建约束的储能投建决策约束条件；

S203、构建包括输电网络潮流约束、常规发电机出力约束和节点功率平衡约束的系统运行基础约束条件；

S204、构建包括储能最大充放电功率约束、储能充放电状态互斥约束、储能荷电状态约束和储能荷电状态与充放电功率间的时序耦合约束的储能运行约束条件；

S205、构建包括弃风上限约束和针对系统新能源消纳水平的机会约束的新能源合理消纳约束条件；