[发明专利]一种考虑长时储能应用场景的氢储能容量优化配置方法

说明书

本发明公开了一种考虑长时储能应用场景的氢储能容量优化配置的方法，步骤包括：S1：采用改进K‑means聚类算法处理风‑光‑负荷曲线，选取各月典型聚类场景集合；S2：基于各月典型聚类场景集合，提取适用于长时储能应用的具有时序信息的典型场景集合；S3：考虑氢储能，利用多场景分析法，以氢储能设备投资成本与系统运行成本最小为目标，确定氢储能投资容量及系统运行策略；S4：考虑氢储能，分析负荷需求、源荷容量比例与负荷高峰出现周期与储能配置的关系。本发明利用氢储能可长时储能的特性实现日、周、月甚至季节性的削峰填谷，协调供需平衡，提高新能源利用率，保证系统负荷供应，有利于解决电网无法适应高比例可再生能源并网供需不平衡问题。

技术领域

本发明涉及电力系统氢储能容量优化配置技术领域，特别是涉及一种考虑长时储能应用场景的氢储能容量优化配置的方法。

背景技术

随着可再生能源并网比例持续提高，可再生能源的间歇性和随机性为电力系统电力电量平衡带来了巨大挑战，使电力系统季节性电量不平衡矛盾凸显。当前中国电力系统的调节资源以常规火电及水电为主，然而在高比例可再生能源并网的背景下，火电的装机份额不断被风电与光伏发电取代，而水电的发展受到自然资源的限制，考虑到电力系统电力电量不平衡程度加剧，储能将成为主要的灵活性调节资源。季节性储能作为大规模、长时间储能的重要方式，可以实现长时间以及广域空间范围内的能量转移，与短期储能协调配合时可以弥补短期储能容量规模有限、调峰与能量转移能力不足等问题。

氢储能作为一种可大规模物理储存的清洁零排放、高密度能源与存储时间长的新型储能技术在电网中可发挥重要作用，目前考虑面向长时储能应用场景的氢储能容量优化配置研究还有待开展，为更好满足系统用户负荷需求的增长，实现电网中的源荷储协同增效，可建立季节性氢储能电站，利用其可长时储能的特性实现日、周、月甚至季节性的削峰填谷，协调供需能量不匹配的情况，提高新能源利用率，保证系统负荷的供应。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种考虑长时储能应用场景的氢储能容量优化配置方法，解决电网结构无法适应高比例可再生能源并网的供需不平衡问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种考虑长时储能应用场景的氢储能容量优化配置方法，包括以下步骤：

S1：采用改进K-means聚类算法处理风-光-负荷曲线，选取各月典型聚类场景集合；

S2：基于各月典型聚类场景集合，提取适用于长时储能应用的具有时序信息的典型场景集合；

S3：考虑氢储能，利用多场景分析法，以氢储能设备投资成本与系统运行成本最小为目标，确定氢储能投资容量及系统运行策略；

S4：考虑氢储能，分析负荷需求、源荷容量比例与负荷高峰出现周期与储能配置的关系。

进一步地，在步骤S1中，所述改进K-means聚类算法具体步骤如下：

1)输入全年8760小时的净负荷数据，基于初始聚类数与调度周期包含的天数对初始数据按照各月进行分割；

2)采用欧氏距离计算样本至簇心的距离，对各月样本数据进行聚类，利用CH指标对聚类效果进行评价，选取令CH值最小的聚类数，作为该月的当前调度周期的最优聚类数，CH 指标计算公式如下：

式中，为所有数据的中心，K为聚类数；n、n_j分别为所有数据点数量与第j类样本数量；v_j、分别表示第j类聚类中心与第i个样本数据；d表示欧式距离。

进一步地，步骤S2中，提取适用于长时储能应用的具有时序信息的典型场景集合方法如下：