[发明专利]一种考虑储能优化配置的风光火储系统联合运行方法

说明书

本发明属于电力系统多能互补协调运行技术领域，涉及一种考虑储能优化配置的风光火储系统联合运行方法，该方法利用火电机组补充出力，利用储能进行调节和平抑，并消纳多余风光功率；建立了风光火储联合运行的双层优化模型，上层模型确定最小储能装机容量，下层模型考虑运行经济性；以运行成本最小为目标，求解机组最优出力策略，并将直流潮流约束、机组运行约束、电力平衡约束、弃风弃光约束等纳入约束条件；通过一体化优化，指导风光火储系统的联合运行。

技术领域

本发明属于电力系统多能互补协调运行技术领域，涉及一种考虑储能优化配置的风光火储系统联合运行方法。

背景技术

近年来，随着以风电、光伏为代表的可再生能源发电发展迅猛，我国电力系统发展日趋复杂多元。在可再生能源大规模并网的源网荷储系统中，风光的随机波动使系统运行不确定性增加，给系统运行的安全与稳定带来了严重问题。如果要实现高比例的新能源出力，其装机容量将达到所供负荷的数倍以避免负荷损失，由此将带来更高的出力瞬时波动；同时风光出力的不确定性和不可控性，也可能给系统带来失负荷的风险。

若想保证源网荷储系统功率平衡和稳定安全运行，必须利用可控出力机组平抑风光出力，实现多种能源协调互补运行。传统的多能互补模型常采用火电机组进行调节，但是在高比例清洁能源联合运行系统中，如果仅采用火电调节，火电机组的利用小时数将降低，且风光机组可能出现的尖峰出力将频繁改变火电机组的启停状态和输出功率，由此将对火电机组带来损害，同时火电的爬坡约束和启停时间也将限制其调节速度，在考虑到启停成本和调节成本时，经济效益会大大降低。储能系统可以实现电能和其他能量的转化和存储，在电力系统发电出力大于供电需求时，可将能量以化学能、机械能、电磁能等形式存储下来，在系统供不应求时再通过能量转化装置，释放出电能，实现能量交换，以满足电网或负荷需求，从而提高电力系统的供电安全性。因此针对风电和光伏较大的出力缺口，可以考虑利用火电机组补充出力，而针对风光高频率的波动功率可采用储能机组平滑出力，同时储能机组还可以消纳风光在高出力时段的功率。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服目前，高比例风电和光伏的接入给电网的稳定运行带来了巨大的挑战，由于源网荷储系统中风电、光伏、负荷、太阳直接辐照等因素存在短期不确定性，导致制定的发电计划无法及时指导源网荷储系统的实际运行的缺陷，从而提供一种考虑储能优化配置的风光火储系统联合运行方法。

本发明实施例提供了一种考虑储能优化配置的风光火储系统联合运行方法，包括：

采集多个节点储能容量，基于所述多个节点储能容量构建储能规划配置目标函数，并为所述储能规划配置目标函数设置约束条件；

采集火电机组发电成本和弃风弃光惩罚成本，基于所述火电机组发电成本和所述弃风弃光惩罚成本构建风光火储系统日运行调度目标函数；

基于所述储能规划配置目标函数和所述风光火储系统日运行调度目标函数确定风光火储系统联合运行最优方案。

为应对风光出力的不确定性和不可控性，本发明利用火电机组补充出力，利用储能进行调节和平抑，消纳多余风光功率；建立了风光火储联合运行的双层优化模型，上层模型确定最小储能装机容量，下层模型考虑运行经济性，以运行成本最小为目标，求解机组最优出力策略，并将直流潮流约束、机组运行约束、电力平衡约束、弃风弃光约束等纳入约束条件，通过一体化的优化，指导风光火储系统的联合运行。

可选地，所述储能规划配置目标函数的计算公式如下所示：

上式中，表示在第i个节点储能容量。

可选地，所述储能规划配置目标函数的约束条件，包括：

（1）电力平衡约束

在考虑直流潮流时，由于系统中没有网损，故满足发电功率等于负荷功率；