[发明专利]考虑风电系统供电成本的储能配置与调控方法以及系统

说明书

本发明公开了考虑风电系统供电成本的储能配置与调控方法以及系统，属于电力系统及储能应用技术领域。本发明的考虑风电系统供电成本的储能配置与调控方法，通过构建系统单位供电成本模型、储能配置与调控模型、两阶段优化模型，完成考虑风储协同的储能配置与调控，从而使得储能投资成本与弃负荷、弃风损失之间达到协调，实现储能配置与风电消纳间的均衡协同，并保证系统的有功平衡和频率稳定，兼顾了电网的运行的经济性和可靠性，方案科学、合理，切实可行。并通过风电出力的随机性数据以及储能系统投资运维数据，仿真验证了本方法的有效性。进一步，本发明结合工程实际，可适用于不同比例风电装机容量下电网的储能系统配置方案。

技术领域

本发明涉及考虑风电系统供电成本的储能配置与调控方法以及系统，属于电力系统及储能应用技术领域。

背景技术

“碳中和”目标驱动下未来电力系统必将是高比例可再生能源电力系统，大力发展新能源，提高可再生能源在电力系统的渗透率是实现这一远景目标的有效手段。然而可再生能源的强随机性和不确定性，给整个电力系统的供需平衡与风电消纳带来了很大困难。储能在电力系统削峰填谷中发挥着重要作用，合理的储能容量配置可以提高整个系统供电可靠性与经济性，可以很大程度缓解这一难题。根据住房和城乡建设部印发的《风光储联合发电站设计标准》，风电与光伏发电机组在建立时需要配置一定的储能，目前一系列风光储项目正相继落地。可再生能源输出功率强随机波动性导致系统运行中功率实时平衡困难，进而影响频率稳定性；储能被认为是保障系统功率实时平衡的有效手段，由于储能成本相对昂贵，利用储能平衡系统功率将增加系统运行成本。

因此，为了推进“供给侧”低碳化转型，需要探究高比例风电电力系统中，储能系统的配置以及面向调频的调度控制策略对风电消纳和含高比例风电的电力系统的运行频率稳定性和经济性的影响。

进一步，储能系统可以缓解可再生能源间歇性出力导致的系统功率不平衡问题，进而改善系统的频率稳定性，但是现有技术的储能容量配置方法很难兼顾电网的运行的经济性和可靠性，无法在储能投资成本与弃负荷、弃风损失之间达到协调，不能实现储能配置与风电消纳间的均衡协同，很难保证系统的有功平衡和频率稳定。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的一在于提供一种通过构建系统单位供电成本模型、储能配置与调控模型、两阶段优化模型，完成考虑风储协同的储能配置与调控，从而使得储能投资成本与弃负荷、弃风损失之间达到协调，实现储能配置与风电消纳间的均衡协同，并保证系统的有功平衡和频率稳定，兼顾了电网的运行的经济性和可靠性，方案科学、合理，切实可行地考虑风电系统供电成本的储能配置与调控方法。

本发明的目的二在于提供一种通过设置系统单位供电成本模块、储能配置与调控模块、两阶段优化模块，完成考虑风储协同的储能配置与调控，从而使得储能投资成本与弃负荷、弃风损失之间达到协调，实现储能配置与风电消纳间的均衡协同，并保证系统的有功平衡和频率稳定，兼顾了电网的运行的经济性和可靠性，方案科学、合理，切实可行地考虑风电系统供电成本的储能配置与调控系统。

本发明的目的三在于提供一种可以使储能投资成本与弃负荷、弃风损失之间可达到协调，在一定程度上实现储能配置与风电消纳间的均衡协同，并保证系统的有功平衡和频率稳定；有效提高风电消纳率，降低电网失负荷的概率，提高电网运行的频率稳定性和经济性的考虑风电系统供电成本的储能配置与调控方法以及系统。

为实现上述目的之一，本发明的第一种技术方案为：

考虑风电系统供电成本的储能配置与调控方法，包括以下内容：

通过预先构建的系统单位供电成本模型，对风电出力的随机性进行考虑，并为平抑风电出力波动以及维持电网的频率稳定，将电网运行频率稳定性所涉及的失负荷与提高风电消纳率涉及的弃风量作为惩罚项，对电力系统调频调控成本进行计算；