[发明专利]一种基于小水电站压力前池的储能方法及系统

说明书

本申请提供一种基于小水电站压力前池的储能方法及系统，其中储能方法包括：构建压力前池水量模型；构建发电机组发电功率模型；根据所述压力前池水量模型和所述发电机组发电功率模型，构建发电机组发电量模型；根据第一约束条件，获取发电机组最大发电量；根据第二约束条件，获取发电机组最小发电量；根据发电机组最大发电量和最小发电量，获取外部储能模块的最小放电电量和最大充电电量，并选择所述最小放电电量和所述最大充电电量中的最小值为外部储能模块的容量，采用上述的方法，充分发挥小水电站压力前池的储水及调节作用，合理利用发电水量，减少弃水和外部储能模块的容量，提高径流式小水电站运行的经济性。

技术领域

本申请涉及电力技术领域，尤其涉及一种基于小水电站压力前池的储能方法及系统。

背景技术

在国家节能减排，大力发展清洁、绿色能源的政策背景下，小水电经历相当长一段时间的无序发展，在全国各地配电网接入了大量的小水电。而小水电一般建在偏远的山区,所接入的配电网网架差，基本无法承受大量有功功率、无功功率注入，且小水电所接配电网电压等级较低且大部分小水电为径流式水电站,自身调节能力差、季节性较强的特点往往造成配电网电压波动较大、系统潮流变化不定、沿线电压越限、线损增加等一系列问题的发生,无法给当地居民提供安全稳定的供电质量,并严重威胁电气设备的正常运行。除此之外,小水电基本为私人开发，最大化追求经济效益，基本无调控管理，呈现出极强的时空随机性，给配电网运行管理带来极大挑战。

为了解决小水电功率不稳定，对电网电能质量支撑较差的问题，目前主要采用弃水卸荷解决径流式小水电站的出力稳定性较差的问题。弃水卸荷在径流式小水电站的发电机组输出端接入一定容量的储能装置，此时如果径流式小水电站所提供的功率不能满足负荷的功率需求，储能装置放电，为负荷提供功率；如果径流式小水电站所提供的功率大于负荷的功率需求，则对储能装置进行充电。

但是，弃水卸荷不能充分发挥小水电站压力前池的储水及调节能力，储能装置的容量有限，导致大量能用而未用的发电水量浪费，储能装置容量升级又会增加供电成本，严重影响径流式小水电站运行的经济性。

发明内容

本申请提供一种基于小水电压力前池的储方法及系统，以解决现有技术中不能充分发挥小水电站压力前池的储水及调节能力，大量能用而未用的发电水量浪费，严重影响径流式小水电站运行的经济性的问题。

第一方面，本申请提供一种基于小水电压力前池的储能方法，所述储能方法应用于小水电站压力前池的储能装置，所述储能装置包括依次连接的进水管道、压力前池、出水管道以及发电机组；所述进水管道安装有进水流量计，所述出水管道安装有出水流量计和阀门；所述发电机组的电力输出端电连接有双向变流器和配电网，所述双向变流器的两端分别电连接外部储能模块和所述配电网；

所述储能方法包括：

构建压力前池水量模型；

构建发电机组发电功率模型；

根据所述压力前池水量模型和所述发电机组发电功率模型，构建发电机组发电量模型；

根据第一约束条件，获取发电机组最大发电量；

根据第二约束条件，获取发电机组最小发电量；

根据发电机组最大发电量和最小发电量，获取外部储能模块的最小放电电量和最大充电电量，并选择所述最小放电电量和所述最大充电电量中的最小值为外部储能模块的容量。

可选的，所述构建压力前池水量模型，包括：

根据以下公式构建压力前池水量模型：

q(t)＝q₀-∫(v_i-v_o(t))dt；