[发明专利]提高风电接纳能力的储能系统容量优化配置方法

摘要

本发明涉及一种提高风电接纳能力的储能系统容量优化配置方法，其特点是：通过建立储能系统容量与等效负荷峰谷差之间的关系式、以向下调峰容量为约束的电网可接纳风电容量的计算、储能系统用于提高风电接纳容量的计算和储能系统总收益最大的储能容量优化配置，解决了大规模风电受电网电源结构及调峰能力约束而接入受限的问题，能够充分考虑储能成本及多接纳风电收益对储能系统配置容量的影响，使储能系统容量得到合理的优化，进而实现总收益最大化。

主权项

一种提高风电接纳能力的储能系统容量优化配置方法，其特征是，它包括以下步骤：1)储能系统容量与等效负荷峰谷差之间的关系以高峰负荷、低谷负荷的持续时间很短为根据，在电网中配置的储能系统能够在低谷负荷时存储电能、高峰负荷时释放电能，实现负荷的时空平抑，等效减少负荷峰谷差，使得确定机组组合的发电机组腾出更多的向下调节容量；当储能系统容量为E时，负荷峰谷差的计算如下：ΔP＝Pref.max‑Pref.min    (1) E = ∫ 0 t 1 ( P ( t ) - P ref . max ) dt = ∫ t 2 24 ( P ref . min - P ( t ) ) dt - - - ( 2 ) 式中：E为储能配置容量；Pref.max、Pref.min为经储能平抑后的最大、最小负荷功率；ΔP为经储能平抑后等效负荷峰谷差；P(t)为日负荷持续出力函数；t1＝{t∈R|P(t)＝Pref.max}；t2＝{t∈R|P(t)＝Pref.min}；综合(1)、(2)式，储能系统容量与等效负荷峰谷差之间的关系如下式所示：ΔP＝f1(E，P(t))    (3)2)以向下调峰容量为约束的电网可接纳风电容量的计算在给定机组组合情况下，低谷负荷时电网向下备用容量可定义为电网最大可接纳的风电容量，其计算公式为：Pwind＝(Pmin‑PG∑min)/(1‑δw)    (4)式中：Pwind为电网低谷负荷最大可接纳风电的电力；Pmin为电网低谷负荷；δw为风电场厂用电率；PG∑min为所有开机机组注入电网最小功率之和，其计算公式为：PG∑min＝(Pfmin1+Pfmin2+L+PfminN)×(1‑δlos)   (5)其中：Pfmin1、Pfmin2、…、PfminN为单台火电机组常规最小出力，δlos为火电厂厂用电率与输电网损率之和；3)储能系统用于提高风电接纳容量的计算储能系统用于提高风电接纳能力的计算如下式所示：ΔPwind＝(Pref.min‑Pmin)/(1‑δw)    (6)式中：ΔPwind为可多接纳的风电功率；综合(2)、(6)式，可得储能系统容量与提高风电接纳容量的关系如下式所示：ΔPwind＝f2(E，P(t))    (7)4)储能系统总收益最大的储能容量优化配置利用储能系统将使得既有火电调峰机组能有腾出更多的向下调峰容量，从而使既有电网能够接纳更多容量风电，多接纳风电收益及储能成本，以储能系统总收益最大为目标，构建一种储能容量优化目标函数：S＝max{R‑E×Q}          (8)式中：S为储能系统的最大收益；E为储能系统配置容量，MW·h；Q为储能系统容量价格，元/MW·h；R为多接纳风电的收益，由两部分组成：一是风电替代火电带来的节煤效益，二是风电替代火电带来的环境效益，其计算公式如下： R = ( C W + C f ) × ∫ 0 T Δ P w ( t ) dt - - - ( 9 ) 其中：Cw为风电上网价格，元/MW·h；Cf为火电机组生产单位电能的环境 成本，元/MW·h；ΔPw(t)为t时刻多接纳的风电功率；T为储能系统的运行周期；(8)式目标函数的最优解即为总收益最优的储能系统配置容量E。