一种基于储能优化配置的风电出力保证率确定方法与系统技术方案

技术编号:26604853 阅读:56 留言:0更新日期:2020-12-04 21:28
本申请提供了一种基于储能优化配置的风电出力保证率确定方法,包括:首先根据风电历史出力,计算不同风电出力保证率下的风电出力系数;然后以成本最小为目标,建立基于风电出力保证率的储能优化配置模型;根据所述不同风电出力保证率下的风电出力系数优化储能充放电策略,求解不同风电出力保证率下所述基于风电出力保证率的储能优化配置模型,得到不同风电保证率下的最优储能配置结果;最后通过计算所述不同风电保证率下的最优储能配置结果所获得的综合效益,确定合理的风电出力保证率。本发明专利技术的技术方案能够确定合理的风电出力保证率,为现有技术计算风电的保证容量、有效出力等计算原则提供理论依据,并作为开展电网规划与运行研究的边界条件。

【技术实现步骤摘要】
一种基于储能优化配置的风电出力保证率确定方法与系统
本专利技术涉及电网
,具体涉及一种基于储能优化配置的风电出力保证率确定方法与系统。
技术介绍
风电出力具有波动性和随机性,为电力系统规划与运行带来了不确定性。对风电出力进行模拟是研究风电对电力系统影响的重要基础,其核心内容是形成符合统计学特征的风电出力特征序列。风电保证容量是指在负荷高峰时期,将风电出力按从大到小排序,取在某一风电出力保证率下风电的最小出力,主要用来衡量风电参与电力平衡的容量。风电有效出力是指在负荷低谷时期,将风电出力按从小到大排序,取在某一风电出力保证率下风电的最大出力,主要用来衡量风电参与调峰平衡的容量。现有技术一般利用风电出力保证率这一参数来计算风电保证容量与风电有效出力。由于不同风电出力保证率取值对风电出力影响大,并进一步影响到局部电网外送潮流。但是目前现有文献中的风电出力保证率一般按95%考虑,并未对风电出力保证率的取值进行详细的分析与论证。
技术实现思路
基于此,本专利技术旨在提供一种基于储能优化配置的风电出力保证率确定方法与系统,确定合理的风电出力保证率,为现有技术计算风电的保证容量、有效出力等计算原则提供理论依据,并作为开展电网规划与运行研究的边界条件。本专利技术提供了一种基于储能优化配置的风电出力保证率确定方法,包括:S1、根据风电历史出力,计算不同风电出力保证率下的风电出力系数;S2、以成本最小为目标,建立基于风电出力保证率的储能优化配置模型;根据所述不同风电出力保证率下的风电出力系数优化储能充放电策略,求解不同风电出力保证率下所述基于风电出力保证率的储能优化配置模型,得到不同风电保证率下的最优储能配置结果;S3、通过计算所述不同风电保证率下的最优储能配置结果所带来的综合效益,确定合理的风电出力保证率。优选地,步骤S1中,所述根据风电历史出力,计算不同风电出力保证率下的风电出力系数,包括:S11、根据风电日内历史出力序列,计算在不同风电出力保证率下的风电出力系数;S12、根据在不同风电出力保证率下的所述风电出力系数,计算典型日内局部电网在不同风电出力保证率下线路或主变的有功潮流。优选地,步骤S11中,所述根据风电日内历史出力序列,计算在不同风电出力保证率下的风电出力系数,包括:记风电日内t时刻的历史出力序列为pt={pt,1,pt,2,...,pt,n},则t时刻在风电出力保证率α下的风电出力pt,α为:pt,α=pt(Nα)(1)Nα=max(floor(n×α),1)(2)式中:pt,1≤pt,2≤...≤pt,n,n为t时刻统计的历史出力样本数;0≤α≤1;Nα为风电出力保证率α下风电历史出力序列pt的索引值,最小为1,floor表示向下取整,max为取最大值。保证率α下t时刻的风电出力系数kt,α为:式中:G为风电装机容量。优选地,步骤S12中,所述根据在不同风电出力保证率下的所述风电出力系数,计算典型日内局部电网在不同风电出力保证率下线路或主变的有功潮流,包括:典型日内局部电网t时刻风电出力保证率α下的线路或主变有功潮流Pt,α为:式中:Pt,α表示风电出力保证率α下t时刻线路或主变有功潮流;表示风电出力保证率α下t时刻的风电出力系数;Gw表示局部电网中各风电场装机容量;Ptg表示t时刻局部电网中各常规电源有功出力;Ptload、分别表示t时刻局部电网用电负荷和系统网损。优选地,步骤S2中,所述以成本最小为目标,建立基于风电出力保证率的储能优化配置模型;根据所述不同风电出力保证率下的风电出力系数优化储能充放电策略,求解不同风电出力保证率下所述基于风电出力保证率的储能优化配置模型,得到不同风电保证率下的最优储能配置结果,包括:以储能投资与维护成本、功率波动成本、潮流越限成本最小为目标,以储能充放电功率为决策变量,建立基于风电出力保证率的储能优化配置模型:式中:Ccost(Xα)表示储能投资与维护成本,Cfluc(Xα)表示线路或主变功率波动成本,Cover(Xα)表示线路或主变潮流越限惩罚;Xα为决策变量,Xα表示为:式中:表示风电出力保证率α下t时刻的储能充放电功率,充电时取正,放电时取负;T表示典型日内储能运行周期。所述基于风电出力保证率的储能优化配置模型的建立从促进风电消纳和满足电力安全供应的角度出发,储能优化配置既满足保证率α下线路或主变潮流不超过热稳极限,同时还具备一定的经济性。优选地,所述储能投资与维护成本Ccost(Xα)为:式中:β表示贴现率;Y表示储能使用寿命(年);D表示储能年运行天数;Cy表示第y年储能固定投资,Cy的计算公式为:式中:c1表示储能系统单位容量成本,单位为:元/kWh、c2表示储能系统运维成本,单位为:元/(kWh·年)、c3表示储能系统单位功率成本,单位为:元/kW;Ees(Xα)表示风电出力保证率α下的储能容量,Pes(Xα)表示风电出力保证率α下的储能功率,风电出力保证率α下的储能容量Ees(Xα)与风电出力保证率α下的储能功率Pes(Xα)的计算公式为:式中:SM、Sm分别表示储能最大允许荷电状态、最小允许荷电状态;ΔT为一个充电或一个放电周期的计算时段;ηc、ηd分别表示储能充电状态下的效率和放电状态下的效率;为t时刻储能充电标记码,充电时取1,其他时间段取0;为t时刻储能放电标记码,放电时取1,其他时间段取0。优选地,所述功率波动成本Cfluc(Xα)为:式中:λ表示单位功率波动惩罚系数;Pt(Xα)为考虑储能充放电功率决策变量Xα后线路或主变有功潮流,Pt,avg(Xα)为Pt(Xα)的期望值,可表示为:式中:表示t时刻考虑储能充放电功率后系统网损的变化量。优选地,所述潮流越限惩罚Cover(Xα)为:Cover(Xα)=γ∫ΔPt(Xα)dt(12)式中:γ表示单位越限电量惩罚系数;ΔPt(Xα)为越限功率,ΔPt(Xα)的计算公式为:式中:Plim表示线路或主变热稳极限。优选地,步骤S2中,所述不同风电保证率下的最优储能配置结果,包括:最优的储能充放电策略Xα,best、最优的储能额定功率最优的储能额定容量其中,通过求解基于风电出力保证率的储能优化配置模型,得到最优的储能充放电策略Xα,best后,将最优的储能充放电策略Xα,best代入公式(9)中,通过计算得到最优的储能额定功率最优的储能额定容量优选地,步骤S3中,所述通过计算所述不同风电保证率下的最优储能配置结果所带来的综合效益,确定合理的风电出力保证率,包括:S31、建立以不同储能配置结果所带来的综合效益最大化为目标的计算模型;S32、计算不同风电保证率下的最优储能配置结果所带来的综合效益;S33、输出使得所述综合效益最大的最优本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于储能优化配置的风电出力保证率确定方法,其特征在于,包括:/nS1、根据风电历史出力,计算不同风电出力保证率下的风电出力系数;/nS2、以成本最小为目标,建立基于风电出力保证率的储能优化配置模型;根据所述不同风电出力保证率下的风电出力系数优化储能充放电策略,求解不同风电出力保证率下所述基于风电出力保证率的储能优化配置模型,得到不同风电保证率下的最优储能配置结果;/nS3、通过计算所述不同风电保证率下的最优储能配置结果所带来的综合效益,确定合理的风电出力保证率。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于储能优化配置的风电出力保证率确定方法,其特征在于,包括:
S1、根据风电历史出力,计算不同风电出力保证率下的风电出力系数;
S2、以成本最小为目标,建立基于风电出力保证率的储能优化配置模型;根据所述不同风电出力保证率下的风电出力系数优化储能充放电策略,求解不同风电出力保证率下所述基于风电出力保证率的储能优化配置模型,得到不同风电保证率下的最优储能配置结果;
S3、通过计算所述不同风电保证率下的最优储能配置结果所带来的综合效益,确定合理的风电出力保证率。


2.根据权利要求1所述的一种基于储能优化配置的风电出力保证率确定方法,其特征在于,所述步骤S1中,所述根据风电历史出力,计算不同风电出力保证率下的风电出力系数,包括:
S11、根据风电日内历史出力序列,计算在不同风电出力保证率下的风电出力系数;
S12、根据在不同风电出力保证率下的所述风电出力系数,计算典型日内局部电网在不同风电出力保证率下线路或主变的有功潮流。


3.根据权利要求2所述的一种基于储能优化配置的风电出力保证率确定方法,其特征在于,所述步骤S11中,所述根据风电日内历史出力序列,计算在不同风电出力保证率下的风电出力系数,包括:
记风电日内t时刻的历史出力序列为pt={pt,1,pt,2,...,pt,n},则t时刻在风电出力保证率α下的风电出力pt,α为:
pt,α=pt(Nα)
Nα=max(floor(n×α),1)
式中:pt,1≤pt,2≤...≤pt,n,n为t时刻统计的历史出力样本数;0≤α≤1;Nα为风电出力保证率α下风电历史出力序列pt的索引值,最小为1,floor表示向下取整,max为取最大值。


4.根据权利要求1所述的一种基于储能优化配置的风电出力保证率确定方法,其特征在于,所述步骤S2中,所述以成本最小为目标,建立基于风电出力保证率的储能优化配置模型;根据所述不同风电出力保证率下的风电出力系数优化储能充放电策略,求解不同风电出力保证率下所述基于风电出力保证率的储能优化配置模型,得到不同风电保证率下的最优储能配置结果,包括:
以储能投资与维护成本、功率波动成本、潮流越限成本最小为目标,以储能充放电功率为决策变量,建立基于风电出力保证率的储能优化配置模型:



式中:Ccost(Xα)表示储能投资与维护成本,Cfluc(X...

【专利技术属性】
技术研发人员:程鑫杨燕许亮左郑敏吴桐张章亮周姝灿龚贤夫
申请(专利权)人:广东电网有限责任公司
类型:发明
国别省市:广东;44

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