[发明专利]储能与新能源协同规划“等面积法则”方法

说明书

本发明公开了一种储能与新能源协同规划“等面积法则”方法，该方法基于新能源消纳特性，建立“等面积法则”模型来开展储能配置，将储能容量与新能源消纳能力的精准对接，实现既定新能源消纳目标下储能最优配置，通过保证小时数将储能纳入电网备用和平衡，得到不同新能源消纳能力场景下储能峰值功率、储能时长及年利用小时数等整套参数集合。

技术领域

本发明属于新型电力系统储能及电源规划技术领域，涉及一种储能与新能源协同规划“等面积法则”方法。

背景技术

一方面新能源由于其随机性、波动性和难预测性，大规模并网后，要求电力系统具有灵活、快速响应能力，针对新能源发电的不确定性，做到“随新而动”；另一方面，新能源装机容量、利用率和发电占比之间存在类似“克鲁格曼不可能三角形”的相互制约，如增加装机后新能源发电占比提升但利用率降低，要求电力系统能够通过“电量搬移”来实现新能源资源的“丰枯相济”和新能源利用“量率同升”。储能可以实现高占比新能源电力系统的“电量搬移”，同时提升系统灵活调节能力，是促进新型电力系统中新能源高效利用的有效手段。

目前储能规划配置方法主要分为两种：一类是用典型方式和场景计算出的储能规模，来反映全年储能配置需求。该方法能满足全年大部分场景下的储能需求，但不能体现高占比新能源系统的储能最优化配置，也不能反映新能源资源极小时对储能的需求，储能容量可能存在超配或缺配情况。另一类是通过时序生产模拟法，多次计算得到满足既定目标的储能配置规模，是目前使用最为广泛的方法。该方法反映了具体目标下的储能需求，但未能充分利用新能源自身特性，往往通过带有试探性的多次仿真来确定储能规模，缺乏理论依据。

发明内容

本发明的目的是提供一种储能与新能源协同规划“等面积法则”方法，该方法解决了当前储能规划缺乏数理基础、容量超配或缺配以及计算过程过于复杂的问题，首次实现储能替代火电开机、储能与新能源消纳深度耦合、协同规划的目标。

本发明所采用的技术方案是，储能与新能源协同规划“等面积法则”方法，具体按照如下步骤实施：

步骤1，对含新能源的电网平衡进行分析，得到新能源消纳能力标幺值x和新能源发电占比R；

步骤2，对新能源理论功率序列进行分析，按照步骤1得到的新能源消纳能力标幺值x计算新能源消纳特性曲线及新能源区间保证小时数等特征指标；

步骤3，基于步骤2得到的新能源消纳曲线，根据两组电量升序列提出“等面积法则”，确定储能容量及峰值功率，按照不同的保证率区间将储能纳入平衡；

步骤4，根据新能源目标利用率和步骤2的消纳曲线确定新能源消纳能力上限，遍历新能源消纳能力下限，对每一组由消纳能力上、下限确定的消纳区间，采用步骤3的“等面积法则”计算得到各消纳能力区间对应的储能容量、峰值功率、储能时长及新能源装机容量，形成计算结果集；

步骤5，根据规划年份电网平衡的边界条件，对新能源装机容量已知和未知情况进行分类讨论，基于场景抽取方法，从步骤4的结果集中确定待规划年的储能配置参数。

本发明的特点还在于：

步骤1具体为：

步骤1.1，新能源消纳能力P_S为系统发电负荷P_L减去常规机组最小出力P_T,min，如下式所示：

P_S＝P_L-P_T,min (1)；

常规机组开机容量P_T,max由系统最大发电负荷P_L,max和备用率α计算得到，最大负荷通过平均负荷P_L,mean除以负荷率ε得到，常规机组最小技术出力由开机容量和调峰率β来确定，如下式所示：