[发明专利]一种储能参与备用的含风电的电力系统调度方法

摘要

本发明公开了一种储能参与备用的含风电的电力系统调度方法，本方法包括以下步骤实时监测火电机组功率、爬坡速率和主动负荷的功率；对风电历史预测误差进行统计，生成风电场景；依据系统的约束条件，建立调度模型，求解该模型；统计调度结果。在备用配置中考虑了储能系统作用，储能系统能够通过改变充/放电功率为应对风电不确定性提供备用，在二次、一次调整中起到消除风电、负荷不确定性的作用，同时考虑了频率调节效应，最终能够减轻常规机组备用配置的压力，提高电网消纳风电的能力。

主权项

一种储能参与备用的含风电的电力系统调度方法，其特征是：包括以下步骤：(1)实时监测火电机组功率、爬坡速率和主动负荷的功率；(2)对接入电网的风电场历史预测误差进行统计，生成风电场景；(3)依据系统的约束条件，建立电力系统调度模型，求解该模型；所述步骤(2)中，采用自回归滑动平均(ARMA)模型来对风电场输出功率预测误差进行估计，表达式为，Δpgwt=Σi=1pαi·Δpgwt-i+ϵt+Σj=1qβj·ϵt-j---(1)]]>式中，p、q分别为ARMA模型中的阶数；αi、βj为模型参数，通过估计得到；ε为服从均值为0，方差为σ2的高斯分布的白噪声；为预测误差；通过对风电历史预测误差进行统计，采用最小二乘方法获得式(1)中参数的取值；由于ε服从正态分布，随机模拟产生ε，可生成需要的风电场景；所述步骤(3)中，约束条件包括，基于各个场景的约束：设为场景s中风电在时段t的输出功率，为场景s中t时段负荷值，当PESS,t＞0，即储能系统充电时，储能系统可通过增加充电功率应对风电输出功率高于计划值或负荷低于预测值的场景，储能系统可锁定的波动范围受逆变器允许的充电功率和最大存储能量的限制，具体可表示为ΔPESS,tdn=min{Emax-Et-1Δt,PESSmax}-PESS,t---(2)]]>式中，Emin和Emax分别为储能系统储存能量的最小值和最大值；Et‑1为t‑1时段存储系统存储能量；为逆变器允许的充放电功率最大值，PESS,t为t时段储能系统有功功率；当PESS,t＞0，即储能系统充电时，储能系统可通过减少充电功率或放电应对风电输出功率小于计划值或负荷高于预测值的场景，可锁定的范围受逆变器允许的放电功率和最小存储能量的限制，具体可表示为ΔPESS,tup=min{Et-1-EminΔt,PESSmax}+PESS,t---(3)]]>式中，Emin和Emax分别为储能系统储存能量的最小值和最大值；Et‑1为t‑1时段存储系统存储能量；为逆变器允许的充放电功率最大值，PESS,t为t时段储能系统有功功率；对于场景s，需火电机组提供的向上和向下调节备用容量可分别表示为，REStup,s=max{0,(PW,t-PW,ts+PL,ts-PL,t)-ΔPESS,tup}REStdn,s=max{0,(PW,ts-PW,t+PL,t-PL,ts)-ΔPESS,tdn}---(4)]]>火电机组i在t时段向上和向下调节备用容量分别表示为PW,t为t时段风电场输出功率预测值；PL,t为t时段负荷预测值；rGi为机组i输出功率最大调整速率；Δt为时段长度；考虑到系统频率偏差为Δfts时负荷的频率调节效应，在风电和负荷实际功率偏离期望值时，若允许频率在一定范围内变动，应满足，Σi=1NgΔPGi,tup,s+DΔfts≥REStup,sΣi=1NgΔPGi,tdn,s+DΔfts≥REStdn,s---(5)]]>式中，D为单位频率变化所引起负荷有功功率增加或减少的系数；Ng为发电机的总数量；火电机组向上和向下调节备用容量应满足，ΔPGi,tup,s≤rGi·Δt+RGiΔftsΔPGi,tdn,s≤rGi·Δt+RGiΔfts---(6)]]>式中，RGi单位频率变化所引起机组i输出功率增加或减少的系数；同时，火电机组输出功率应满足上下限约束，即PGi,t+ΔPGi,tup,s≤PGimaxPGi,t-ΔPGi,tdn,s≥PGimin---(7)]]>其中，和分别为机组i输出功率的下限和上限，PGi,t为火电机组i在t时刻输出功率；系统频率偏差应满足，Δfmin≤Δfts≤Δfmax  (8)式中，Δfmin、Δfmax分别为系统允许的最小和最大频率偏差。