[发明专利]一种提升风电平滑的储能系统配置方法

说明书

本发明提供一种提升风电平滑的储能系统配置方法。首先，通过K均值聚类的方法提取典型风电功率波动场景；然后，在各个典型风电功率波动场景下，建立风储系统模型，以储能系统的功率损耗最低为目标，通过粒子群算法得出储能系统的最优功率；接着，将储能系统的最优功率用于建立储能系统全寿命周期成本模型，得出储能系统每日成本的函数；最后，建立基于遗传算法的电池选型及容量配置模型，以储能系统每日成本最低为目标，选择电池单体种类以及该种电池单体的集成数量，进而实现储能系统最优容量配置。本发明实现使得成本最低的储能系统的最优容量配置，有利于储能系统的研究推广。

技术领域：

本发明涉及储能系统，具体涉及一种提升风电平滑的储能系统配置方法。

背景技术：

风力发电由于其能源清洁、装机规模灵活、可再生等优点被广泛应用。风力发电是可再生能源发电的重要组成部分，受自然条件的影响，风电具有间歇性、随机性和不确定性等特点。目前风电的应用规模持续扩大，这也会给电网安全带来越来越多的挑战，甚至可能对整个电力网络的运行安全与稳定造成威胁。因此，传统“刚性”电力系统电能“源—荷”瞬时动态平衡的法则越来越难以为继，未来电力系统必须具备足够的“柔性”以适应高比例可再生能源的新常态。在这一转变过程中，储能系统因其具有将电能的生产和消费从时间和空间上分隔开来的能力，成为未来高比例可再生能源电力系统的关键支撑技术之一。储能系统能够灵活调节电力系统的功率输出，可应用于平抑风电的功率波动，提高风电并网的友好程度，促进电网对风电的规模消纳。

储能系统因为具有短时快速吸收或释放能量的能力，成为进行风电功率波动平抑、提高电网对风电功率接纳能力的有效手段。然而，目前储能系统投资成本和运行费用较高。研究如何平衡电力系统稳定性和经济性需求，并且利用储能系统提高风电平滑十分重要。若储能系统的控制方式选择不当，可能导致电力系统稳定性变差，电能质量下降。容量选择过低，会造成储能系统作用效果不明显；容量选择过高，则会造成投资成本的浪费。研究如何综合考虑各方面目标，利用储能系统的控制与配置提升风电平滑十分重要。

发明内容：

考虑到电池储能系统实际工程集成时表现出来的离散性，本发明借鉴遗传算法的思想，将其融入到电池选型以及容量配置的过程中进行整数优化，在保证储能系统控制性能的基础上，以储能系统每日成本最低为目标选择电池单体种类以及该种电池单体的集成数量，储能系统额定容量为所选电池单体种类所决定的最小单元容量与集成数量的乘积，从而实现使得储能系统每日成本最低的最优容量配置，对储能系统的研究推广具有重要意义和应用价值。本发明采用的技术方案为：

一种提升风电平滑的储能系统配置方法，包括如下步骤：

步骤1：通过K均值聚类的方法提取三个典型风电功率波动场景；

步骤2：在三个典型风电功率波动场景下，建立风储系统模型，以储能系统的功率损耗最低为目标，通过粒子群算法得出储能系统的最优功率；

步骤3：将储能系统的最优功率用于建立储能系统全寿命周期成本模型，得出储能系统每日成本的函数；包括如下步骤：

步骤3.1：将步骤2得出的三个典型风电功率波动场景下最优储能功率考虑在内，建立储能系统全寿命周期成本模型：

储能系统的初始购置成本C_c为：C_c＝C_P×P_e+C_Q×Q_e，

储能系统的运维成本C_y为：C_y＝C_Py×P_e+C_Qy×Q_e，C_Py为储能系统单位功率运维造价，C_Qy为储能系统单位容量运维造价，

资金回收系数B_y为：r为贴现率，Y为储能系统的运行年限，