一种风光火储外送容量协调优化配置方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种风光火储外送容量协调优化配置方法和系统，包括：确定风光火储外送容量协调优化配置的边界条件；拟定直流逐月台阶式运行曲线；确定当前迭代次数下的风电装机容量和光伏装机容量；确定火电机组和储能的配置容量，形成新的风光火储配置容量方案；对新的风光火储配置容量方案进行风光火储联合运行生产模拟，得到新的弃电率、火电利用小时数；判断新的弃电率、火电利用小时数是否满足约束条件，直到得到满足约束条件的风光火储打捆外送容量配置方案；从得到的风光火储打捆外送容量配置方案中选出成本最小的方案作为最终的风光火储协调优化配置容量。本发明专利技术可以广泛应用于风光火储外送容量协调优化配置领域。于风光火储外送容量协调优化配置领域。于风光火储外送容量协调优化配置领域。

【技术实现步骤摘要】
一种风光火储外送容量协调优化配置方法和系统


[0001]本专利技术涉及一种电力送出配置容量优化方法和系统，特别是关于一种基于生产模拟经直流通道送出的风光火储外送容量协调优化配置方法和系统。

技术介绍

[0002]新能源发电资源与电力需求一般呈逆向分布，建设跨区直流工程、扩大新能源消纳范围，是未来电网发展趋势。
[0003]然而，随着能源资源优化配置能力的不断提高，如何在规划阶段统筹考虑多直流协调运行与大规模新能源外送消纳，避免将消纳压力积压至运行阶段，同时提高直流通道利用效率，是未来电网规划中的巨大挑战。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种基于生产模拟的经直流送出的风光火储外送容量协调优化配置方法和系统。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：
[0006]本专利技术的第一个方面，是提供一种风光火储外送容量协调优化配置方法，其包括以下步骤：
[0007]1)确定风光火储外送容量协调优化配置的边界条件，所述边界条件至少包括受端系统负荷特性曲线；
[0008]2)根据步骤1)确定的受端系统负荷特性曲线，拟定直流逐月台阶式运行曲线；
[0009]3)根据预先确定的规划区域内的最大风电装机总容量和最大光伏装机总容量，确定当前迭代次数下的风电装机容量和光伏装机容量；
[0010]4)基于当前迭代次数下的风电装机容量和光伏装机容量以及边界条件，确定火电机组和储能的配置容量，形成新的风光火储配置容量方案；/>[0011]5)按照所述新的风光火储配置容量方案，得到最终的风光火储协调优化配置容量。
[0012]进一步地，所述步骤3)中，当前迭代次数下的风电装机容量和光伏装机容量的确定方法，包括以下步骤：
[0013]3.1)根据规划区域内风电场、风况特征及机组的安装和设备运输条件，确定规划区域内的最大风电装机总容量；
[0014]3.2)根据规划区域内的光伏组件效率、场地、逆变器及光伏子阵组装方式，确定规划区域内的最大光伏装机总容量；
[0015]3.3)基于确定的最大风电装机总容量和最大光伏装机总容量，以预设步长比例减少风电和光伏的装机容量，得到当前迭代次数下的风电装机容量和光伏装机容量。
[0016]进一步地，所述步骤3.1)中，规划区域内的最大风电装机总容量的确定方法，包括以下步骤：
[0017]3.1.1)考虑地形地貌、尾流效应因素，依据风电场风能玫瑰图分析结论确定规划区域风电机组的布点排布，得到规划区域内最大风机数量n
F
；
[0018]3.1.2)根据规划风电场的风况特征、机组的安装和设备运输条件，确定规划区域内风电机组的单机容量M
F
；
[0019]3.1.3)根据规划区域内风电机组的单机容量MF与子阵数，确定规划区域内的最大风电装机总容量C
Fmax
，其中，最大风电装机总容量C
Fmax
的计算公式为：
[0020]C
F
＝n
F
×
P
F
[0021]其中，n
F
是规划区域内最大风机数量；M
F
为风电机组的单机容量。
[0022]进一步地，所述步骤3.2)中，确定规划区域内的最大光伏装机总容量的方法，包括以下步骤：
[0023]3.2.1)根据光伏组件效率、场地条件确定规划区域内的单个光伏组件功率P
g
；
[0024]3.2.2)根据逆变器的最低工作电压、允许的最高输入电压、光伏板自身可加的电压大小确定光伏组件串数n
g
；
[0025]所述光伏组件串数n
g
的计算公式为：
[0026][0027][0028]式中，n
g
为光伏组件串数；K
v
为光伏组件开路电压温度系数；K
′
v
为光伏件工作电压温度系数；t为光伏件工作条件下的最低温度；t
′
为光伏件工作条件下的最高温度 V
dcmax
为逆变器允许最大直流输入电压；V
mpptmax
为逆变器MPPT电压最大值；V
mpptmin
为逆变器MPPT电压最小值；V
oc
为光伏组件开路电压；V
pm
为光伏组件工作电压；
[0029]3.2.3)由规划区域面积及光伏子阵组装方式确定规划区域内最大光伏子阵数量 N
g
；
[0030]3.2.4)根据规划区域内单个光伏组件功率P
g
、光伏组件串数n
g
与光伏子阵数量N
g
确定最大光伏装机总容量C
gmax
；
[0031]所述最大光伏装机总容量的计算公式为：
[0032][0033]式中，C
gmax
为最大光伏装机总容量，n
g
为光伏组件串数，P
g
为单个光伏组件功率，N
g
为光伏子阵数量。
[0034]进一步地，所述步骤4)中，新的风光火储配置容量方案的形成方法，包括以下步骤：
[0035]4.1)在当前风电装机容量和光伏装机容量的基础上，得到该风光容量约束下的火电机组的装机容量初始值以及配套储能初始值；
[0036]4.2)以确定的火电机组的装机容量初始值和配套储能初始值的基础上，以预设第一步长减少火电的配置容量，以预设第二步长增加储能的配置容量，并保持光伏、风电机组配置容量不变，得到新的风光火储配置容量方案。
[0037]进一步地，所述步骤5)中，按照所述新的风光火储配置容量方案，得到最终的风光
火储协调优化配置容量的方法，包括以下步骤：
[0038]5.1)采用考虑大规模风光火储联合运行的运行模拟程序SPER，将步骤1)中的边界条件和步骤2)中的直流逐月台阶式运行曲线作为输入条件，对新的风光火储配置容量方案进行风光火储联合运行生产模拟，得到新的弃电率、火电利用小时数；
[0039]5.2)判断得到的新的弃电率、火电利用小时数是否满足约束条件，若不满足，则返回步骤3)，直到得到满足约束条件的风光火储打捆外送容量配置方案；
[0040]5.3)从得到的各满足约束条件的风光火储打捆外送容量配置方案中选出成本最小的方案作为最终的风光火储协调优化配置容量。
[0041]进一步地，所述步骤5.2)中，预设约束条件为新的弃电率大于最大弃电率λ0或者新的火电利用小时数小于最小火电利用小时数t0；
[0042]根据约束条件对新的弃电率、火电利用小时数进行判断时：
[0043]若约束条件不满足，则返回步骤3)，对风光火储的配置容量进行更新，得到新的风光火储配置容量方案；
[0044]若满足约本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风光火储外送容量协调优化配置方法，其特征在于包括以下步骤：1)确定风光火储外送容量协调优化配置的边界条件，所述边界条件至少包括受端系统负荷特性曲线；2)根据步骤1)确定的受端系统负荷特性曲线，拟定直流逐月台阶式运行曲线；3)根据预先确定的规划区域内的最大风电装机总容量和最大光伏装机总容量，确定当前迭代次数下的风电装机容量和光伏装机容量；4)基于当前迭代次数下的风电装机容量和光伏装机容量以及边界条件，确定火电机组和储能的配置容量，形成新的风光火储配置容量方案；5)按照所述新的风光火储配置容量方案，得到最终的风光火储协调优化配置容量。2.如权利要求1所述的一种风光火储外送容量协调优化配置方法，其特征在于：所述步骤3)中，当前迭代次数下的风电装机容量和光伏装机容量的确定方法，包括以下步骤：3.1)根据规划区域内风电场、风况特征及机组的安装和设备运输条件，确定规划区域内的最大风电装机总容量；3.2)根据规划区域内的光伏组件效率、场地、逆变器及光伏子阵组装方式，确定规划区域内的最大光伏装机总容量；3.3)基于确定的最大风电装机总容量和最大光伏装机总容量，以预设步长比例减少风电和光伏的装机容量，得到当前迭代次数下的风电装机容量和光伏装机容量。3.如权利要求1所述的一种风光火储外送容量协调优化配置方法，其特征在于：所述步骤3.1)中，规划区域内的最大风电装机总容量的确定方法，包括以下步骤：3.1.1)考虑地形地貌、尾流效应等因素，依据风电场风能玫瑰图分析结论确定规划区域风电机组的布点排布，得到规划区域内最大风机数量n
F
；3.1.2)根据规划风电场的风况特征、机组的安装和设备运输条件，确定规划区域内风电机组的单机容量M
F
；3.1.3)根据规划区域内风电机组的单机容量M
F
与子阵数，确定规划区域内的最大风电装机总容量C
Fmax
，其中，最大风电装机总容量C
Fmax
的计算公式为：C
F
＝n
F
×
P
F
其中，n
F
是规划区域内最大风机数量；M
F
为风电机组的单机容量。4.如权利要求2所述的一种风光火储外送容量协调优化配置方法，其特征在于：所述步骤3.2)中，确定规划区域内的最大光伏装机总容量的方法，包括以下步骤：3.2.1)根据光伏组件效率、场地条件确定规划区域内的单个光伏组件功率P
g
；3.2.2)根据逆变器的最低工作电压、允许的最高输入电压、光伏板自身可加的电压大小确定光伏组件串数n
g
；所述光伏组件串数n
g
的计算公式为：的计算公式为：式中，n
g
为光伏组件串数；K
v
为光伏组件开路电压温度系数；K
′
v
为光伏件工作电压温度系数；t为光伏件工作条件下的最低温度；t
′
为光伏件工作条件下的最高温度V
dcmax
为逆变器
允许最大直流输入电压；V
mpptmax
为逆变器MPPT电压最大值；V
mpptmin
为逆变器MPPT电压最小值；V
oc
为光伏组件开路电压；V
pm
为光伏组件工作电压；3.2.3)由规划区域面积及光伏子阵组装方式确定规划区域内最大光伏子阵数量N
g
；3.2.4)根据规划区域内单个光伏组件功率P
g
、光伏组件串数n
g
与光伏子阵数量N
g
确定最大光伏装机总容量C
gmax
；所述最大光伏装机总容量的计算公式为：式中，C
gmax
为最大光伏装机总容量，n
g
为光伏组件串数，P
g
为单个光伏组件功率，N
g
为光伏子阵数量。5.如权利要求1所述的一种风光火储外送容量协调优化配置方法，其特征在于：所述步骤4)中，新的风光火储配置容量方案的形成方法，包括以下步骤：4.1)在当前风电装机容量和光...

【专利技术属性】
技术研发人员：张静怡，侯孟希，刘栋，张艳，王帅，杨文华，葛鹏江，郭宁，顾盼，彭方正，孔亦晗，姚丹阳，
申请(专利权)人：国网宁夏电力有限公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：