[发明专利]考虑储能寿命和调频性能的风储联合运行优化方法及系统

说明书

本发明公开了一种考虑储能寿命和调频性能的风储联合运行优化方法及系统，包括：(1)调度中心由风电场历史数据预测得到次日每隔15min共96个时段的风电出力曲线，根据该曲线和风电场申报给调度中心的出力值得到次日风电计划出力曲线，并向风储联合体下发所述次日风电计划出力曲线；(2)风储联合体根据接收到的次日风电计划出力曲线，构建考虑储能跟踪风电计划出力、储能参与调频辅助服务时的调频性能、储能寿命的损耗情况的运行优化模型，求解该模型后得到储能在96个时段的最优运行分配，并按照该最优运行分配运行。本发明在实现风电消纳的同时，充分发挥储能系统快速调节功率的优势，优化风储联合运行，使得储能的荷电状态保持在较高的水平。

技术领域

本发明涉及电力技术，具体涉及一种考虑储能寿命和调频性能的风储联合运行优化方法及系统。

背景技术

风电等可再生能源参与市场竞争，由于其固有的波动性和间歇性决定了其难以严格按照计划合同要求出力，从而在市场竞争环节中难以与传统能源直接竞争。因此风电场必须提升相关配套设施用以平滑风电出力，提高与合同计划出力的吻合度。储能技术的迅猛发展为风电场大规模并网参与市场竞争提供了可能。

目前对于风储联合运行均将储能系统作为风电场的一个附属子系统，此种接入方式使得储能电站难以作为一个独立的个体，从而无法让储能电站直接进行市场交易，因此在风储联合运行时，应将风电和储能作为两个市场参与实体进行研究。同时目前对于储能的研究也没有考虑储能系统的寿命折损以及参与调频服务时的性能，不利于全方面调用储能的能力。

发明内容

发明目的：本发明针对现有技术存在的问题，提供一种考虑储能寿命和调频性能的风储联合运行优化方法及系统。

技术方案：本发明所述的考虑储能寿命和调频性能的风储联合运行优化方法，包括：

(1)调度中心由风电场历史数据预测得到次日每隔15min共96个时段的风电出力曲线，根据该曲线和风电场申报给调度中心的出力值得到次日风电计划出力曲线，并向风储联合体下发所述次日风电计划出力曲线；

(2)风储联合体根据接收到的次日风电计划出力曲线，构建考虑储能跟踪风电计划出力、储能参与调频辅助服务时的调频性能、储能寿命的损耗情况的运行优化模型，求解该模型后得到储能在96个时段的最优运行分配，并按照该最优运行分配运行。

进一步的，步骤(2)中所述风储联合体的运行优化模型具体为：

其中，括号内相加项的第一项为风电和储能的功率输出，第二项为储能参与调频辅助服务，第三项为储能寿命的损耗情况，第四项为储能跟踪风电计划出力偏离程度；式中，t表示第t个时间段，T＝96,为单位电能价格，为风电场的输出功率，为储能的放电功率，为储能的充电功率，Δt为每隔时间段的持续时间，设定为0.25h，为储能充电功率上限，为储能放电功率上限，为单位调频服务容量价格，为单位调频服务里程价格，m为调频实际使用电量系数，为储能上报参与向上调频功率，储能上报参与向下调频功率，为储能电池单位充放电电量的寿命损耗，λ(SOC(t))为寿命损耗系数，SOC(t)为储能的荷电状态，为单位储能跟踪风电计划出力偏离惩罚系数，为调度风电计划出力。

进一步的，所述风储联合体的运行优化模型的模型约束包括风电和储能功率约束和储能容量约束，其中：

所述风电和储能功率约束如下：

①风电最大出力约束：

式中，为风电出力最大值；

②储能最大出力约束：

③储能充放电功率约束：

式中，表示储能放电的0-1变量，表示储能充电的0-1变量；

④储能参与调频时的功率约束