[发明专利]一种支撑电力系统新能源消纳的储能配置及成本分析方法

权利要求书

1.一种支撑电力系统新能源消纳的储能配置及成本分析方法，所述电力系统为含储能的新能源高渗透率电力系统，包括储能、风电、光伏、火电、水电和负荷，其中，风电和光伏组成新能源，火电和水电组成常规机组，其特征在于，所述支撑电力系统新能源消纳的储能配置及成本分析方法包括如下步骤：

步骤S1、建立新能源出力的数学模型，并根据该数学模型分析风电、光伏的装机容量以及在多时间尺度下的出力特性；

所述步骤S1表现为：

步骤S11、在对建立的含风电、光伏的新能源出力的数学模型中引入风电机组i、光伏机组j在时刻t的出力系数、，并且考虑电力系统在调度中存在的弃风、光功率，即:

其中，、分别表示风电机组i在时刻t的出力与弃风功率；、分别表示光伏机组j在时刻t的出力与弃光功率；、分别表示风电机组i、光伏机组j的装机容量；

步骤S12、分析多时间尺度下的风电、光伏出力特性：基于统计学方法，以全省风电、光伏集中片区为原始数据，按季度、月度、日时间尺度分析风电、光伏的出力特性情况；

步骤S2、根据历史负荷数据，预测考虑不同时间尺度下电力系统的负荷需求量；

步骤S3、根据电力电量平衡关系，计算负荷与新能源之间的不平衡功率，进而得到储能的需求量，建立储能的精细化数学模型，所述储能精细化数学模型如下：

(3)

(4)

(5)

(6)

其中，、分别表示储能的充电、放电功率，表示储能的容量，、分别表示储能装置在时刻t、t-1的载荷容量，表示储能充放电效率，表示储能持续时间，表示储能在初始状态下的水平，k表示第k 台储能装置；

步骤S4、将功率反映到成本上：基于风电、光伏、火电、水电发电的成本数据，以新能源高渗透率电力系统的综合运行成本为目标，分析不同储能配置以及储能成本对电力系统总成本的影响。

2.根据权利要求1所述的支撑电力系统新能源消纳的储能配置及成本分析方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括如下步骤：

步骤S31、根据电力电量平衡关系，计算负荷与新能源之间的不平衡功率，进而得到储能的需求量：

(1)

(2)

式中为不平衡功率，、、、分别表示t时刻时负荷需求量、常规机组出力、风电出力、光伏出力，表示储能的需求量；

步骤S32、建立储能的精细化数学模型如下：

(3)

(4)

(5)

(6)

其中，、分别表示储能的充电、放电功率，表示储能的容量，、分别表示储能装置在时刻t、t-1的载荷容量，表示储能充放电效率，表示储能持续时间，表示储能在初始状态下的水平，k表示第k台储能装置。

3.根据权利要求2所述的支撑电力系统新能源消纳的储能配置及成本分析方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括以下步骤：

步骤S41、以新能源高渗透率电力系统的综合运行成本为目标，建立目标函数：

（7）

(8)

(9)

其中，表示第台常规机组第时段的燃料成本，表示第台常规机组第时段的启停成本，表示第台常规机组第时段的出力，表示第台常规机组第时段的启停状态；均表示第台常规机组的燃料成本系数；分别表示储能的成本、风电上网电价、光伏上网电价；分别表示弃新能源惩罚成本、弃水电惩罚成本；分别表示弃风电、弃光伏、弃水电功率；分别表示常规机组台数、储能台数、风电机组数量、光伏机组数量以及运行的总时长，表示启停次数，表示时间间隔；

步骤S42、分析储能配置对电力系统总成本的影响：研究区域内的储能装机容量也取决于新能源的装机容量，结合实际运行情况将储能配置按新增风电装机容量的10%、20%、30%以及40%进行配置；

步骤S43、基于储能的配置水平，分析不同的储能成本对系统总成本的影响。