一种储能电站输出功率优化方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种储能电站输出功率优化方法及装置，所述方法包括：以储能电站的运行收益最大为目标获取储能电站的最优输出功率；根据电网运行状态，利用所述储能电站的最优输出功率调整所述储能电站的实际输出功率。本发明专利技术所提供的技术方案，能够进一步发挥储能电站的价值，节省电网的调频和备用成本，提高储能系统参与日前电网调度运行的智能水平。

【技术实现步骤摘要】
一种储能电站输出功率优化方法及装置
本专利技术涉及储能电站控制领域，具体涉及一种储能电站输出功率优化方法及装置。
技术介绍
目前国外对规模化储能电站的调度策略研究多集中于提高储能参与度的市场机制，与国内电网调度策略的研究侧重点不同。国内针对储能参与各种模式的调度策略研究多局限于单模式应用或风储联合调度方法，功率或容量上存在冗余，不能充分发挥出储能的作用。超大容量电池储能具有响应速度快、调峰幅度大、调节方向易改变等优点，可以应用于调频、备用、新能源消纳等多种模式场景，但储能建设和运营成本较高，且寿命受到充放电深度和次数的限制。
技术实现思路
本专利技术提供一种储能电站输出功率优化方法及装置，其目的是通过研究储能电站的容量同时用于风电消纳、调频、提供备用发电这三种模式下的优化目标和约束条件，提出了以储能电站的运行收益最大为目标获取储能电站的最优输出功率，并根据电网运行状态，利用所述储能电站的最优输出功率调整所述储能电站的实际输出功率，可以节省电网的调频和备用成本，提高储能系统参与日前电网调度运行的智能水平。本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的：一种储能电站输出功率优化方法，其改进之处在于，所述方法包括：以储能电站的运行收益最大为目标获取储能电站的最优输出功率；根据电网运行状态，利用所述储能电站的最优输出功率调整所述储能电站的实际输出功率；其中，所述输出功率包括：储能电站参与调频的容量、储能电站的供电容量和储能电站参与风电消纳的功率。优选的，所述以储能电站的运行收益最大为目标获取储能电站的最优输出功率，包括：按下式确定所述以储能电站的运行收益最大为目标的目标函数maxF：上式中，t∈[1,T]，T为一天的时刻点总数；F为储能电站的运行总收益，Ff,t为第t个时刻点储能电站参与调频的收益，Fr,t为第t个时刻点储能电站的供电收益，Fc,t为第t个时刻点储能电站的运行成本；按下式确定所述目标函数maxF的约束条件：上式中，Psf,t为第t个时刻点储能电站参与调频的容量，Psr,t为第t个时刻点储能电站的供电容量，Psw,t为第t个时刻点储能电站参与风电消纳的功率,Ps，max为储能电站的功率上限，Qs,t为第t个时刻点储能电站的电量，Qs,t-1为第t-1个时刻点储能电站的电量，Qs,T为第T个个时刻点储能电站的电量，Qs,max为储能电站的电量上限，lf为储能电站参与调频的时间间隔，lr为储能电站提供备用发电的时间间隔，lw为储能电站参与风电消纳的时间长度，l为1个计划编制的时间间隔，λr为调用储能电站供电的概率，λf为储能电站参与调频的平均电量占储能电站的调频容量的百分比，η为储能电站的充电效率，α为第T个时刻点储能电站的储存能量与最大容量的最小比例系数；根据以储能电站的运行收益最大为目标的目标函数，获取储能电站的最优输出功率。具体的，所述根据以储能电站的运行收益最大为目标的目标函数，获取储能电站的最优输出功率，包括：利用混合整数规划或人工智能算法求解以储能电站的运行收益最大为目标的目标函数，获取储能电站的最优输出功率。进一步的，按下式确定第t个时刻点储能电站参与调频的收益Ff,t：Ff,t＝Psf,t·Yfc+λfPsf,t·Yfp上式中，Psf,t为第t个时刻点储能电站参与调频的容量，Yfc为调频的容量电价，Yfp为调频的电量电价，λf为储能电站参与调频的平均电量占储能电站的调频容量的百分比；按下式确定第t个时刻点储能电站的供电收益Fr,t：Fr,t＝Psr,t·Yrc上式中，Psr,t为第t个时刻点储能电站的供电容量，Yrc为备用的容量电价；按下式确定第t个时刻点储能电站的运行成本Fc,t：Fc,t＝cs·(Psw,t+λsPsf,t+λrPsr,t)上式中，cs为储能电站单位功率的运行成本，Psw,t为第t个时刻点储能电站参与风电消纳的功率，λr为调用储能电站供电的概率，λs为调用储能电站调频的概率。进一步的，按下式确定第t个时刻点储能电站参与风电消纳的功率Psw,t：Psw,t＝min(Ps,max,Pab,t)上式中，Ps，max为储能电站的功率上限，Pab,t为电网的弃风功率。具体的，按下式确定电网的弃风功率Pab,t：Pab,t＝PG,min-PL,max-Pequ,t上式中，PG,min为电网的日最小开机出力，PL,max为区域联络线输电断面的外送功率上限Pequ,t为第t个时刻点电网的等效负荷；其中，按下式确定第t个时刻点电网的等效负荷Pequ,t：Pequ,t＝Pd,t-Pw,t上式中，Pd,t为第t个时刻点电网的负荷预测功率，Pw,t为第t个时刻点电网的风电预测总功率。进一步的，所述根据电网运行状态，利用所述储能电站的最优输出功率调整所述储能电站的实际输出功率，包括：若第t个时刻点电网的等效负荷满足Pequ,t＜PG,min-PL,max，则第t个时刻点电网发生弃风，利用所述储能电站第t个时刻点的最优输出功率调整所述储能电站第t个时刻点的实际输出功率；若第t个时刻点电网的等效负荷满足Pequ,t≥PG,min-PL,max，则不调整所述储能电站第t个时刻点的实际输出功率；其中，Pequ,t为第t个时刻点电网的等效负荷，PG,min为电网的日最小开机出力，PL,max为区域联络线输电断面的外送功率上限。一种储能电站输出功率优化装置，其改进之处在于，所述装置包括：获取单元，用于以储能电站的运行收益最大为目标获取储能电站的最优输出功率；调整单元，用于根据电网运行状态，利用所述储能电站的最优输出功率调整所述储能电站的实际输出功率；其中，所述输出功率包括：储能电站参与调频的容量、储能电站的供电容量和储能电站参与风电消纳的功率。优选的，所述获取单元，包括：确定子模块，用于按下式确定所述以储能电站的运行收益最大为目标的目标函数maxF：上式中，t∈[1,T]，T为一天的时刻点总数；F为储能电站的运行总收益，Ff,t为第t个时刻点储能电站参与调频的收益，Fr,t为第t个时刻点储能电站的供电收益，Fc,t为第t个时刻点储能电站的运行成本；按下式确定所述目标函数maxF的约束条件：上式中，Psf,t为第t个时刻点储能电站参与调频的容量，Psr,t为第t个时刻点储能电站的供电容量，Psw,t为第t个时刻点储能电站参与风电消纳的功率,Ps，max为储能电站的功率上限，Qs,t为第t个时刻点储能电站的电量，Qs,t-1为第t-1个时刻点储能电站的电量，Qs,T为第T个个时刻点储能电站的电量，Qs,max为储能电站的电量上限，lf为储能电站参与调频的时间间隔，lr为储能电站提供备用发电的时间间隔，lw为储能电站参与风电消纳的时间长度，l为1个计划编制的时间间隔，λr为调用储能电站供电的概率，λf为储能电站参与调频的平均电量占储能电站的调频容量的百分比，η为储能电站的充电效率，α为第T个时刻点储能电站的储存能量与最大容量的最小比例系数；获取子模块，用于根据以储能电站的运行收益最大为目标的目标函数，获取储能电站的最优输出功率。进一步的，所述获取子模块，用于：利用混合整数规划或人工智能算法求解以储能电站的运行收益最大为目标的目标函数，获取储能电站的最优输出功率。进一步的，所述确定子模块，还用于：按下式确定第t个时刻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种储能电站输出功率优化方法，其特征在于，所述方法包括：以储能电站的运行收益最大为目标获取储能电站的最优输出功率；根据电网运行状态，利用所述储能电站的最优输出功率调整所述储能电站的实际输出功率；其中，所述输出功率包括：储能电站参与调频的容量、储能电站的供电容量和储能电站参与风电消纳的功率。

【技术特征摘要】
1.一种储能电站输出功率优化方法，其特征在于，所述方法包括：以储能电站的运行收益最大为目标获取储能电站的最优输出功率；根据电网运行状态，利用所述储能电站的最优输出功率调整所述储能电站的实际输出功率；其中，所述输出功率包括：储能电站参与调频的容量、储能电站的供电容量和储能电站参与风电消纳的功率。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以储能电站的运行收益最大为目标获取储能电站的最优输出功率，包括：按下式确定所述以储能电站的运行收益最大为目标的目标函数maxF：上式中，t∈[1,T]，T为一天的时刻点总数；F为储能电站的运行总收益，Ff,t为第t个时刻点储能电站参与调频的收益，Fr,t为第t个时刻点储能电站的供电收益，Fc,t为第t个时刻点储能电站的运行成本；按下式确定所述目标函数maxF的约束条件：上式中，Psf,t为第t个时刻点储能电站参与调频的容量，Psr,t为第t个时刻点储能电站的供电容量，Psw,t为第t个时刻点储能电站参与风电消纳的功率,Ps，max为储能电站的功率上限，Qs,t为第t个时刻点储能电站的电量，Qs,t-1为第t-1个时刻点储能电站的电量，Qs,T为第T个个时刻点储能电站的电量，Qs,max为储能电站的电量上限，lf为储能电站参与调频的时间间隔，lr为储能电站提供备用发电的时间间隔，lw为储能电站参与风电消纳的时间长度，l为1个计划编制的时间间隔，λr为调用储能电站供电的概率，λf为储能电站参与调频的平均电量占储能电站的调频容量的百分比，η为储能电站的充电效率，α为第T个时刻点储能电站的储存能量与最大容量的最小比例系数；根据以储能电站的运行收益最大为目标的目标函数，获取储能电站的最优输出功率。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据以储能电站的运行收益最大为目标的目标函数，获取储能电站的最优输出功率，包括：利用混合整数规划或人工智能算法求解以储能电站的运行收益最大为目标的目标函数，获取储能电站的最优输出功率。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，按下式确定第t个时刻点储能电站参与调频的收益Ff,t：Ff,t＝Psf,t·Yfc+λfPsf,t·Yfp上式中，Psf,t为第t个时刻点储能电站参与调频的容量，Yfc为调频的容量电价，Yfp为调频的电量电价，λf为储能电站参与调频的平均电量占储能电站的调频容量的百分比；按下式确定第t个时刻点储能电站的供电收益Fr,t：Fr,t＝Psr,t·Yrc上式中，Psr,t为第t个时刻点储能电站的供电容量，Yrc为备用的容量电价；按下式确定第t个时刻点储能电站的运行成本Fc,t：Fc,t＝cs·(Psw,t+λsPsf,t+λrPsr,t)上式中，cs为储能电站单位功率的运行成本，Psw,t为第t个时刻点储能电站参与风电消纳的功率，λr为调用储能电站供电的概率，λs为调用储能电站调频的概率。5.如权利要求2或4所述的方法，其特征在于，按下式确定第t个时刻点储能电站参与风电消纳的功率Psw,t：Psw,t＝min(Ps,max,Pab,t)上式中，Ps，max为储能电站的功率上限，Pab,t为电网的弃风功率。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，按下式确定电网的弃风功率Pab,t：Pab,t＝PG,min-PL,max-Pequ,t上式中，PG,min为电网的日最小开机出力，PL,max为区域联络线输电断面的外送功率上限Pequ,t为第t个时刻点电网的等效负荷；其中，按下式确定第t个时刻点电网的等效负荷Pequ,t：Pequ,t＝Pd,t-Pw,t上式中，Pd,t为第t个时刻点电网的负荷预测功率，Pw,t为第t个时刻点电网的风电预测总功率。7.如权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，所述根据电网运行状态，利用所述储能电站的最优输出功率调整所述储能电站的实际输出功率，包括：若第t个时刻点电网的等效负荷满足Pequ,t＜PG,min-PL,max，则第t个时刻点电网发生弃风，利用所述储能电站第t个时刻点的最优输出功率调整所述储能电站第t个时刻点的实际输出功率；若第t个时刻点电网的等效负荷满足Pequ,t≥PG,min-PL,max，则不调整所述储能电站第t个时刻点的实际输出功率；其中，Pequ,t为第t个时刻点电网的等效负荷，PG,min为电网的日最小开机出力，PL,max为区域联络线输电断面的外送功率上限。...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛延峰，葛维春，蔡帜，张艳军，黄佳伟，戴赛，史松杰，吴琨，潘鹏飞，许丹，丁强，张昱，崔晖，邹楠，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，国网辽宁省电力有限公司，中国电力科学研究院有限公司，国网辽宁省电力有限公司大连供电公司，国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11