一种电网侧储能应急调峰备用能力的评估方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电网侧储能应急调峰备用能力的评估方法和装置，包括确定电网侧储能的期望电量范围、起始电量点、最大电量、最大充/放电功率以及调度机构提前为电网侧储能安排的发或用电计划；根据发或用电计划和电网侧储能自身的电量及功率约束求出电网侧储能的充/放电可行域；根据电网侧储能每个时段的可行域，对电网侧储能上/下调备用能力进行评估，得到评估结果。本发明专利技术提出了在给定发或用电计划下计算电网侧储能运行备用能力的方法，提高了电网的运行效率。

An evaluation method and device for emergency peak load regulation reserve capacity of power grid side storage

【技术实现步骤摘要】
一种电网侧储能应急调峰备用能力的评估方法和装置
本专利技术涉及一种电网侧储能应急调峰备用能力的评估方法和装置，属于电力

技术介绍
风、光发电固有的随机性、间歇性的特点客观上将对电网的可靠运行造成不利影响。通过提升风、光出力预测水平能一定程度上减少平均误差，但却很难消除出力预测的最大瞬时误差，因此风、光要做到如常规水、火电一样出力可期并不现实。这是电网对新能源接纳能力进一步提高的关键障碍，解决办法是为电网配置更多的快速备用容量。目前电网中大部分旋转备用由常规水、火电机组承担。随着新能源电量逐步取代火电，电网的备用资源也在同步减少。这与电网需求相矛盾，系统需要从库容式水电、储能和需求侧响应容量等多种途径来补充备用容量的不足。尤其针对建设中的全清洁能源供电结构，这一需求就更为迫切。设立备用等辅助服务市场，逐步建立有偿备用使用机制已得到业界共识。与电力期权交易类似，备用市场是电网调度部门的重要风险管理工具之一，不仅有利于理顺起因于风、光出力不确定的能源流、资金流和信息流，实践“谁引起，谁付费”的风险共担原则，同时也增加了发电、储能、负荷聚合实体稳定变现的渠道，有利于引导投资向提高电力系统灵活性方面转型，最终促进包括造价昂贵的储能系统在内的源/网/荷/储备用资源的发展。对多形态备用能力的准确评估是实现备用优化配置的基础。集中式储能容量是未来电网备用的重要组成部分，其技术仍处快速发展期，形态包括但不限于：抽水蓄能电站、电池储能站等。未来规划中的电网侧集中式储能分布地域广、接入规模大、响应速度快，将分担原由常规电源负责的调峰、调频、调压等电网关键服务。因此，对其备用能力过高或过低的估计，都将给电网运行带来新的风险或浪费。因此，亟待提出电网侧储能应急调峰运行备用能力的评估方法，以此量化电网侧储能的备用能力。现有技术存在的技术问题：无法准确评估电网侧储能的应急调峰备用能力。
技术实现思路
为解决现有技术中的不足，本专利技术提供一种电网侧储能应急调峰备用能力的评估方法和装置，解决了目前无法准确评估电网侧储能的应急调峰备用能力的问题。为了实现上述目标，本专利技术采用如下技术方案：一种电网侧储能应急调峰备用能力的评估方法，包括以下步骤，根据发或用电计划和电网侧储能自身的电量及功率约束求出电网侧储能的充/放电可行域；根据电网侧储能的充/放电可行域，对电网侧储能上/下调备用能力进行评估，得到评估结果。进一步的，电网侧储能的充/放电可行域求解方法为：任意时段k的电量E(k)为：储能计及损耗的充/放电功率PGL(k)为：式中：ηL和ηG分别为电网侧储能充电效率和放电效率；Uc(k)为电网侧储能充电状态；Ud(k)为放电状态；所述功率边界约束为：-PL.max≤P(k)≤PG.max式中：PL.max和PG.max分别为电网侧储能的最大充电功率和最大放电功率；p(k)为k时段实时充/放电功率；所述电量边界约束为：Emin(k)≤E(k)≤Emax(k)式中：Emin(k)为k时段允许到达的最小电量；Emax(k)为k时段允许到达的最大电量；Emax(k)＝min(Ef.max(k),Eb.max(k))Emin(k)＝max(Ef.min(k),Eb.min(k))Ef.max(k)＝min(E(k-Δt)+PL.max*Δt,Emax)Ef.min(k)＝max(E(k-Δt)-PG.max*Δt,Emin)Eb.max(k)＝min(Emax(k+Δt)+PGL(k)*Δt,Emax)Eb.min(k)＝max(Emin(k+Δt)+PGL(k)*Δt,Emin)式中：Δt为某一个待调控时段，Emin(k)和Emax(k)分别表示第k个时段允许到达的最小和最大电量，E(k-1)表示k-1时段的电量，是已知量；Ef.max(k)、Ef.min(k)分别表示由前一时刻电量和最大充/放电功率决定的可能最大或小电量；Eb.max(k)、Eb.min(k)分别表示由最大期望电量最小期望电量Eexp起始，按照后续时段发/用电计划逆推所得的k时段可能最大或最小电量；E(k)或者p(k)与Δt之间组成的区域为电网侧储能的充/放电可行域。进一步的，对电网侧储能上/下调备用能力进行评估，包括：式中：Rup(k)为k时段电网侧储能上调备用容量；Rdown(k)为k时段电网侧储能下调备用容量。进一步的，电网侧储能充电状态Uc(k)为0或1整数变量，Uc(k)＝1表示储能处于充电状态，Uc(k)＝0表示储能处于放电状态或者不充不放状态；电网侧储能放电状态Ud(k)为0或1整数变量，Ud(k)＝1表示储能处于放电状态，Ud(k)＝0表示储能处于充电状态或者不充不放状态；Uc(k)+Ud(k)≤1。一种电网侧储能应急调峰备用能力的评估装置，包括：求解可行域模块，用于根据发或用电计划和电网侧储能自身的电量及功率约束求出电网侧储能的充/放电可行域；备用能力评估模块，用于根据电网侧储能的充/放电可行域，对电网侧储能上/下调备用能力进行评估，得到评估结果。进一步的，电网侧储能的充/放电可行域求解方法为：任意时段k的电量E(k)为：储能计及损耗的充/放电功率PGL(k)为：式中：ηL和ηG分别为电网侧储能充电效率和放电效率；Uc(k)为电网侧储能充电状态；Ud(k)为放电状态；所述功率边界约束为：-PL.max≤P(k)≤PG.max式中：PL.max和PG.max分别为电网侧储能的最大充电功率和最大放电功率；p(k)为k时段实时充/放电功率；所述电量边界约束为：Emin(k)≤E(k)≤Emax(k)式中：Emin(k)为k时段允许到达的最小电量；Emax(k)为k时段允许到达的最大电量；Emax(k)＝min(Ef.max(k),Eb.max(k))Emin(k)＝max(Ef.min(k),Eb.min(k))Ef.max(k)＝min(E(k-Δt)+PL.max*Δt,Emax)Ef.min(k)＝max(E(k-Δt)-PG.max*Δt,Emin)(10)Eb.max(k)＝min(Emax(k+Δt)+PGL(k)*Δt,Emax)Eb.min(k)＝max(Emin(k+Δt)+PGL(k)*Δt,Emin)式中：Δt为某一个待调控时段，Emin(k)和Emax(k)分别表示第k个时段允许到达的最小和最大电量，E(k-1)表示k-1时段的电量，是已知量；Ef.max(k)、Ef.min(k)分别表示由前一时刻电量和最大充/放电功率决定的可能最大或小电量；Eb.max(k)、Eb.min(k)分别表示由最大期望电量最小期望电量Eexp起本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电网侧储能应急调峰备用能力的评估方法，其特征在于：包括以下步骤，/n根据发或用电计划和电网侧储能自身的电量及功率约束求出电网侧储能的充/放电可行域；/n根据电网侧储能的充/放电可行域，对电网侧储能上/下调备用能力进行评估，得到评估结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种电网侧储能应急调峰备用能力的评估方法，其特征在于：包括以下步骤，
根据发或用电计划和电网侧储能自身的电量及功率约束求出电网侧储能的充/放电可行域；
根据电网侧储能的充/放电可行域，对电网侧储能上/下调备用能力进行评估，得到评估结果。


2.根据权利要求1所述的一种电网侧储能应急调峰备用能力的评估方法，其特征在于：电网侧储能的充/放电可行域求解方法为：
任意时段k的电量E(k)为：



储能计及损耗的充/放电功率PGL(k)为：



式中：ηL和ηG分别为电网侧储能充电效率和放电效率；Uc(k)为电网侧储能充电状态；Ud(k)为放电状态；
所述功率边界约束为：
-PL.max≤P(k)≤PG.max
式中：PL.max和PG.max分别为电网侧储能的最大充电功率和最大放电功率；p(k)为k时段实时充/放电功率；
所述电量边界约束为：
Emin(k)≤E(k)≤Emax(k)
式中：Emin(k)为k时段允许到达的最小电量；Emax(k)为k时段允许到达的最大电量；
Emax(k)＝min(Ef.max(k),Eb.max(k))
Emin(k)＝max(Ef.min(k),Eb.min(k))



式中：Δt为某一个待调控时段，Emin(k)和Emax(k)分别表示第k个时段允许到达的最小和最大电量，E(k-1)表示k-1时段的电量，是已知量；Ef.max(k)、Ef.min(k)分别表示由前一时刻电量和最大充/放电功率决定的可能最大或小电量；Eb.max(k)、Eb.min(k)分别表示由最大期望电量最小期望电量Eexp起始，按照后续时段发/用电计划逆推所得的k时段可能最大或最小电量；
E(k)或者p(k)与Δt之间组成的区域为电网侧储能的充/放电可行域。


3.根据权利要求2所述的一种电网侧储能应急调峰备用能力的评估方法，其特征在于：对电网侧储能上/下调备用能力进行评估，包括：






式中：Rup(k)为k时段电网侧储能上调备用容量；Rdown(k)为k时段电网侧储能下调备用容量。


4.根据权利要求2所述的一种电网侧储能应急调峰备用能力的评估方法，其特征在于：
电网侧储能充电状态Uc(k)为0或1整数变量，Uc(k)＝1表示储能处于充电状态，Uc(k)＝0表示储能处于放电状态或者不充不放状态；
电网侧储能放电状态Ud(k)为0或1整数变量，Ud(k)＝1表示储能处于放电状态，Ud(k)＝0表示储能处于充电状态或者不充不放状态；Uc(k)+Ud(k)≤1。


5.一种电网侧储能应急调峰备用能力的评估装置，其特征在于：包括：
求解可行域模块，用于根据发或用电计划和电网侧储能自身的电量及功率约束求出电网侧储能的充/放...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢东亮，蔡林君，雷长炎，宋晓芳，赖业宁，范越，李红霞，李志青，温生毅，王海亭，彭飞，李楠，马雪，
申请(专利权)人：国电南瑞科技股份有限公司，南瑞集团有限公司，国网青海省电力公司，国网青海省电力公司经济技术研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32