[发明专利]一种提升风电消纳储能功率的优化方法

说明书

本发明公开了一种提升风电消纳储能功率的优化方法，包括两个阶段：第一阶段确定为满足风电消纳的储能功率，具体以源荷协整度为约束条件，以弃风量最小为目标实现；第二阶段考虑储能成本价格与储能功率的关系，确定最优的配置方案：先预设不同额定功率和不同成本建立储能配置方案的备选模型集合；其次，根据得到的所述储能功率选取若干不同额定功率和不同成本的储能配置方案；再建立以源‑荷‑储系统运行成本最小为目标的数学模型，选择最优的储能配置；最后，综合对比不同储能配置方案下得到的弃风量和源‑荷‑储系统运行成本，确定最终的储能配置。其成本低廉，储能功率高。

技术领域

本发明涉及电力系统领域，特别是涉及一种提升风电消纳储能功率的优化方法。

背景技术

随着大规模新能源电力接入电网，电力系统需要在随机波动的负荷需求与随机波动的电源之间实现能量的供需平衡，其结构形态、运行方式、控制策略以及电源、电网发展规划建设与管理也随之发生根本性变革，因此传统的电力系统也将形成以新能源电力产、消为主的新型电力系统。

新型电力系统中主体电源将由火电转变为新能源，火电利用小时数将逐步降低，系统的安全稳定运行将受到严格的制约。此时，火电将与储能以及灵活性电源作为应急备用电源，参与调峰等安全辅助服务。而传统电力系统运行特性—“电源跟着负荷波动”将向着新型电力系统运行特性—“电源与负荷相互波动”转变。

储能作为一种可调度资源能够参与新型电力系统的优化调度，有效的缓解了风电功率的不可控性，有利于电网运行。在现有研究中，大多是利用储能技术来削峰填谷、参与系统调频、跟踪计划发电、平滑风电功率输出、提升新能源接入电网能力，减少弃风弃光、提升风电利用小时数。因此，在现有研究的基础上，考虑新能源消纳能力及电网承载能力等因素，研究储能最优控制策略为新型电力系统发展有重要参考意义。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种提升风电消纳储能功率的优化方法，其目的是从系统角度分析储能的配置、储能的价格水平对风电消纳空间的影响。

一方面，本发明提供了一种提升风电消纳储能功率的优化方法，所述方法包括两个阶段：第一阶段确定为满足风电消纳的储能功率；第二阶段考虑储能成本价格与储能功率的关系，确定最优的配置方案；

所述第一阶段具体包括如下步骤：

步骤S1、建立基于常规机组出力平稳的源荷储协整关系模型，根据所述源荷储协整关系模型提出一种源荷协整度指标，分析源荷储协整关系模型中源-荷-储系统运行的协整特性，其中，所述常规机组为火电机组；

步骤S2、以源荷协整度为约束条件，以弃风量最小为目标，得到需要的储能功率；

所述第二阶段具体包括如下步骤：

步骤S3、预设不同额定功率和不同成本，建立储能配置方案的备选模型集合、，式中，为预设不同额定功率建立的储能配置方案的备选模型集合，表示储能的单位功率，n表示n种储能功率，为预设不同成本建立的储能配置方案的备选模型集合，表示储能的单位成本价格，m表示m种储能的成本价格，m、n均为大于零的正整数；

步骤S4，根据步骤S2得到的所述储能功率，从步骤S3的所述备选模型集合中选取若干不同额定功率和不同成本的储能配置方案；

步骤S5，建立以源-荷-储系统运行成本最小为目标的数学模型，选择最优的储能配置；

步骤S6，综合对比步骤S4中选取的若干所述储能配置方案下得到的弃风量和步骤S5中源-荷-储系统运行成本，确定最终的储能配置。

进一步地，所述步骤S1包括以下步骤：

步骤S11、建立基于常规机组出力平稳的源荷储协整关系模型：

在系统功率平衡关系式中，常规机组出力、风电出力、负荷预测和电源侧储能出力形成了一种协整关系，表现为：

式中，为常规机组出力、为风电出力、为负荷预测和为电源侧储能出力；