[发明专利]一种计及直流调制的风电并网消纳方法

权利要求书

1.一种计及直流调制的风电并网消纳方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1，基于直流调制运行特性，以“源-网-储”系统综合运行成本最小为目标，构建含风电、火电、直流调制以及储能系统的“源-网-储”协调互动模型；

步骤2，基于风电波动特性，确定“源-网-储”协调互动的风电并网消纳策略；

步骤3，根据线性规划单纯形算法对“源-网-储”协调互动模型进行求解；

步骤4，基于求解结果，输出最优风电消纳策略，用于供调度人员参考；

步骤1中，构建的“源-网-储”协调互动模型的目标函数为：

（1）

式中,为总的优化时间，为火电机组数量，为第台火电机组发电成本，为火电机组在时刻的发电功率，为负荷节点数，为失负荷成本，为负荷在时刻的失负荷功率；为弃风惩罚成本，为时刻风电的弃风功率，为储能运行成本，为时刻储能的充电功率，为时刻储能的放电功率，为直流调制成本，为直流不调制时馈入的功率，为时刻直流输入功率， 为火电机组爬坡成本系数，为时刻的负荷功率，为时刻的风电发电功率；

系统有功功率要满足平衡条件，公式如下：

（2）

式中为时刻的风电消纳功率, 为时刻的负荷功率。

2.根据权利要求1所述的计及直流调制的风电并网消纳方法，其特征在于：

直流调制的约束公式如下：

（3）

式中，最大调制功率，最小调制功率；

风力发电约束包括风电爬坡约束和风电弃风约束，公式如下：

（4）

式中为风电爬坡率，、分别为风电最小、最大爬坡率，为时刻两个风电功率间的时间间隔，为时刻风电出力；

风电渗透率取周期内风电消纳功率实际出力与周期内总负荷比值，公式如下：

（5）；

储能约束包括储能功率约束、储能荷电率约束以及储能容量约束。

3.根据权利要求2所述的计及直流调制的风电并网消纳方法，其特征在于：

所述储能功率约束公式如下：

（6）

式中为储能最大充电功率，为储能最大放电功率；

所述储能荷电约束公式如下：

（7）

式中、为储能最大、最小荷电率，为储能系统初始荷电率，为储能容量。

4.根据权利要求3所述的计及直流调制的风电并网消纳方法，其特征在于：所述储能容量的约束公式如下：

（8）

式中，、分别为储能容量上限和储能容量下限，为时间间隔，，分别为储能放电与充电的效率；

火电机组约束包括运行约束和爬坡约束，公式如下：

（9）

式中为第台火电机组出力下限，为第台火电机组出力上限， 为第台火电机组下爬坡率极限值， 为第台火电机组上爬坡率极限值；

失负荷约束公式如下：

（10）。

5.根据权利要求4所述的计及直流调制的风电并网消纳方法，其特征在于：所述储能容量上限取值为100%的额定容量，所述储能容量下限取值为10%的额定容量。

6.根据权利要求4所述的计及直流调制的风电并网消纳方法，其特征在于：步骤2中，所述“源-网-储”协调互动的风电并网消纳策略具体为：

a，当并网风电在设定的范围内波动，，未出现爬坡事件时，由系统常规火电机组和储能系统进行调节、对并网风电进行消纳，此时直流调制不动作；

b，在并网风电出力大幅下降，即风电出力下降导致的爬坡率 变化大于所有发电机爬坡率之和，，需要提高电网整体发电量时，先由常规火电机组和储能机组调节，增加火电机组发电功率、储能放电功率；当火电机组上爬坡率达到极限，储能放电功率达到极限值，而仍然不能平衡电网功率时，直流调制开始动作，增加电网馈入功率，减小失负荷量；

c，在并网风电出力大幅上升，即风电出力上升导致的爬坡率 变化大于所有发电机爬坡率之和，，需要减小电网整体发电量时，先由常规火电机组和储能机组调节，减小火电机组发电功率，储能开始充电运行；当火电机组上爬坡率达到极限，储能充电功率达到极限值，但仍然不能平衡电网功率出现风电爬坡事件时，直流调制动作，减小电网馈入功率，增加风电消纳功率；

d，在风电功率出现急剧波动，超过阈值时，需要快速平衡电网功率，而火电机组和储能系统来不及动作时，利用直流调制的快速调节能力，对电网整体功率进行快速平衡。