一种风电场灵活性调节资源配置方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种风电场灵活性调节资源配置方法及系统，所述方法包括：采集基础数据，设置参量；根据基础数据，计算风电场有功备用容量时序数据和未配置储能时的风电场年成本损失；计算储能响应能力，设定储能运行功率；修正风电场运行功率时序数据；计算风电场弃风功率时序数据；计算风电场弃风损失成本；计算风电场年成本损失；判断是否完成所有方案计算；比较储能不同配置组合方案下的风电场年成本损失，计算风电场灵活性调节资源优化配置结果；输出风电场灵活性调节资源配置信息。输出风电场灵活性调节资源配置信息。输出风电场灵活性调节资源配置信息。

【技术实现步骤摘要】
一种风电场灵活性调节资源配置方法及系统


[0001]本专利技术属于新能源
，具体涉及提升风电场站一次调频与消纳能力的灵活性调节资源配置方法及系统。

技术介绍

[0002]近年来，风电机组虚拟同步机参与一次调频的技术要求得到落地，根据相关标准，当系统频率偏差值大于
±
0.03Hz，虚拟同步发电机的有功出力大于20％P
N
时，虚拟同步发电机应能调节有功输出，具体为：当系统频率下降时，虚拟同步发电机应根据一次调频曲线增加有功输出，当有功调节量达到10％P
N
时可不再继续增加；当系统频率上升时，虚拟同步发电机应根据一次调频曲线减少有功输出，当有功调节量达到20％P
N
时可不再继续减少。根据上述风电场站参与电网一次调频具体要求，风电场站主要可通过两种方式实现一次调频功能，一是降出力运行，二是增配灵活性调节资源，如储能装置。但是，降出力运行影响风电场站运行效益，增配储能增加成本，缺少风电场与灵活性调节资源配置方法及系统。

技术实现思路

[0003]本专利技术目的是利用风电场灵活性调节资源，实现风电场低成本参与电网调频调峰功能。本专利技术提供了一种风电场灵活性调节资源配置方法及系统，该方法依据风电场站一次调频要求，基于风电场风速及并网点频率数据，计算风电场有功备用容量需求，结合灵活性调节资源状态，评估灵活性调节资源响应能力，设定灵活性调节资源运行功率，并计算修正后风电场运行功率时序数据，进而评估风电场弃风功率与弃风损失，结合灵活性调节资源投资、运维、损耗成本，形成风电场年成本损失指标，以该指标为基准，通过分析不同灵活性调节资源配置规模方案下的指标值评估结果，形成配置方案并输出结果，实现灵活性调节资源的优化配置。
[0004]本专利技术的技术方案为：一种风电场灵活性调节资源配置方法，所述方法包括：
[0005]采集基础数据，设置参量；根据基础数据，计算风电场有功备用容量时序数据和未配置储能时的风电场年成本损失；
[0006]计算储能响应能力，设定储能运行功率；修正风电场运行功率时序数据；计算风电场弃风功率时序数据；
[0007]计算风电场弃风损失成本；计算风电场年成本损失；判断是否完成所有方案计算；比较储能不同配置组合方案下的风电场年成本损失，计算风电场灵活性调节资源优化配置结果；
[0008]输出风电场灵活性调节资源配置信息。
[0009]进一步的，所述输入的基础数据包括风电场站数据和灵活性调节资源数据，所述灵活性调节资源数据包括储能数据；
[0010]所述风电场站数据包括风电场上网电价γ、风电场装机容量P
w
、风电场全年风速及并网点频率f
t
时序数据；
[0011]储能数据包括储能单位功率投资成本、单位容量投资成本、年运维成本、能量转换效率、初始容量状态。
[0012]进一步的，所述需设置的参量包括储能不同配置组合方案数K，及不同配置组合方案下的储能额定功率P
N
、额定容量E
N
；
[0013]所述储能功率、容量组合方案范围为，储能功率范围[0,20％P
w
]，持续放电时间范围[0,4]小时；
[0014]设置储能配置方案序号k＝1。
[0015]进一步的，所述计算风电场有功备用容量时序数据和未配置储能时的风电场年成本损失，具体如下：
[0016]针对储能配置方案k的储能额定功率P
N
、额定容量E
N
，依据风电场全年风速时序数据计算风电场全年理论出力时序数据P
L,t
，其中t＝1,2,
…
,n，依据风电场全年理论出力时序数据与储能额定功率间的关联关系，计算风电场有功备用容量时序数据P
R,t
，计算方法为：
[0017](1)P
L,t
≤20％P
w
时，P
R,t
＝0；
[0018](2)P
L,t
>20％P
w
时，P
R,t
＝10％P
w
；
[0019]风电场运行功率P
t
＝P
L,t
‑
P
R,t
；
[0020]计算未配置储能时的弃风损失，计算方法为：
[0021]若并网点频率f
t
<49.97，计算风电场有功缺额ΔP
t
，修正后风电场运行功率时序数据P
t
'＝P
t
+max(ΔP
t
,10％P
w
)；
[0022]若f
t
>50.33，计算风电场有功超额ΔP
t
，修正后风电场运行功率时序数据P
t
'＝P
t
‑
max(ΔP
t
,20％P
w
)；
[0023]计算风电场弃风功率时序数据P
aw,t
＝P
L,t
‑
P
t
'
[0024]计算风电场弃风损失成本，即风电场年弃风电量与风电场上网电价γ的乘积，计算方法为：
[0025][0026]计算风电场年成本损失，未配置储能时的风电场年成本损失为风电场弃风损失成本。
[0027]进一步的，所述考虑储能状态，计算储能响应能力；依据储能响应能力设定风电场运行功率，并设定储能运行功率：
[0028]储能响应能力
[0029]式中SOC
t
为储能系统在t时刻的荷电状态，SOC
min
为储能系统的最小荷电状态，
△
t为储能系统放电时间，E
N
为储能系统额定容量；
[0030](1)P
r,t
≥10％P
w
时，风电场运行功率P
t
＝P
L,t
，储能运行功率P
b,t
＝10％P
w
；
[0031](2)P
r,t
<10％P
w
时，风电场运行功率P
t
＝P
L,t
‑
(10％P
w
‑
P
r,t
)，储能运行功率P
b,t
＝P
r,t
。
[0032]进一步的，所述计算修正后风电场运行功率时序数据，具体如下：
[0033]若f
t
<49.97，计算风电场有功缺额ΔP
t
；
[0034]若P
r,t
≥ΔP
t
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风电场灵活性调节资源配置方法，其特征在于，所述方法包括：采集基础数据，设置参量；根据基础数据，计算风电场有功备用容量时序数据和未配置储能时的风电场年成本损失；计算储能响应能力，设定储能运行功率；修正风电场运行功率时序数据；计算风电场弃风功率时序数据；计算风电场弃风损失成本；计算风电场年成本损失；判断是否完成所有方案计算；比较储能不同配置组合方案下的风电场年成本损失，计算风电场灵活性调节资源优化配置结果；输出风电场灵活性调节资源配置信息。2.根据权利要求1所述的一种风电场灵活性调节资源配置方法，其特征在于，所述基础数据包括风电场站数据和灵活性调节资源数据，所述灵活性调节资源数据包括储能数据；所述风电场站数据包括风电场上网电价γ、风电场装机容量P
w
、风电场全年风速及并网点频率f
t
时序数据；所述储能数据包括储能单位功率投资成本、单位容量投资成本、年运维成本、能量转换效率、初始容量状态。3.根据权利要求1所述的一种风电场灵活性调节资源配置方法，其特征在于，所述需设置的参量包括储能不同配置组合方案数K，及不同配置组合方案下的储能额定功率P
N
、额定容量E
N
；所述储能功率、容量组合方案范围为，储能功率范围[0,20％P
w
]，持续放电时间范围[0,4]小时，P
w
为风电场装机容量；设置储能配置方案序号k＝1。4.根据权利要求1所述的一种风电场灵活性调节资源配置方法，其特征在于，所述计算风电场有功备用容量时序数据和未配置储能时的风电场年成本损失，具体如下：针对储能配置方案k的储能额定功率P
N
、额定容量E
N
，依据风电场全年风速时序数据计算风电场全年理论出力时序数据P
L,t
，其中t＝1,2,
…
,n，依据风电场全年理论出力时序数据与储能额定功率间的关联关系，计算风电场有功备用容量时序数据P
R,t
，计算方法为：(1)P
L,t
≤20％P
w
时，P
R,t
＝0；(2)P
L,t
>20％P
w
时，P
R,t
＝10％P
w
；风电场运行功率P
t
＝P
L,t
‑
P
R,t
；计算未配置储能时的弃风损失，计算方法为：若并网点频率f
t
<49.97，计算风电场有功缺额ΔP
t
，修正后风电场运行功率时序数据P
t
'＝P
t
+max(ΔP
t
,10％P
w
)；若f
t
>50.33，计算风电场有功超额ΔP
t
，修正后风电场运行功率时序数据P
t
'＝P
t
‑
max(ΔP
t
,20％P
w
)；计算风电场弃风功率时序数据P
aw,t
＝P
L,t
‑
P
t
'；计算风电场弃风损失成本，即风电场年弃风电量与风电场上网电价γ的乘积，计算方法为：
计算风电场年成本损失，未配置储能时的风电场年成本损失为风电场弃风损失成本。5.根据权利要求1所述的一种风电场灵活性调节资源配置方法，其特征在于，所述计算储能响应能力，设定储能运行功率，考虑储能状态，计算储能响应能力；依据储能响应能力设定风电场运行功率，并设定储能运行功率：储能响应能力式中SOC
t
为储能系统在t时刻的荷电状态，SOC
min
为储能系统的最小荷电状态，
△
t为储能系统放电时间，E
N
为储能系统额定容量；(1)P
r,t
≥10％P
w
时，风电场运行功率P
t
＝P
L,t
，储能运行功率P
b,t
＝10％P
w
；(2)P
r,t
<10％P
...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟岩峰，胡书举，邓雅，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：