确定储能电站容量和布局的分析方法、系统、设备及存储介质技术方案

本发明专利技术提出了一种确定储能电站容量和布局的分析方法、系统、设备及存储介质，方法包括以下步骤：首先根据实际或规划网架结构划分若干个区域，设定区域间联络通道输电能力，然后拟定储能电站容量和布局方案系列，通过生产模拟计算储能电站年费用和综合效益，最后按净效益最大确定储能电站容量和布局方案。该分析方法可为储能电站规划和布局提供参考，对于提高输电通道利用效率，节约电网投资成本也具有一定的借鉴意义。定的借鉴意义。定的借鉴意义。

【技术实现步骤摘要】
确定储能电站容量和布局的分析方法、系统、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及电力系统规划和新能源发电领域，特别涉及一种确定储能电站容量和布局的分析方法、系统、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]由于再生能源发电的间隙性和波动性，以及新能源装机渗透率的不断提高，对现有电力系统的安全稳定运行和调度提出了严峻挑战，新能源弃电率也将进一步提高。大规模储能技术作为解决可再生能源并网利用的关键，也是提高电网运行经济性和安全性的有效途径，将改变电能生产、输送和使用同步完成的模式，弥补现有电力系统中缺失的“储放”功能，达到优化电力资源配置、提高电能质量、促进可再生能源利用等目的。从本质上来看，新能源弃电主要由于系统调峰能力不足或者通道能力不足产生，储能电站可以作为调峰电源提高系统的接纳能力，同时在考虑输电通道约束的情况下，储能安装位置不同，减少弃电效益也不一样，一般来说在受制于输电通道能力限制弃电较多的新能源基地装设储能效果最好。因此，在高比例新能源系统需要合理规划储能电站容量和布局。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提出一种确定储能电站容量和布局的分析方法、系统、设备及存储介质，该分析方法可为储能电站规划和布局提供参考，对于提高输电通道利用效率，节约电网投资成本也具有一定的借鉴意义。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0005]一种确定储能电站容量和布局的分析方法，包括以下步骤：
[0006]根据实际或规划网架结构划分若干个区域，设定区域间联络通道输电能力；
[0007]拟定储能电站容量和布局方案系列，通过生产模拟计算储能电站年费用和综合效益；进而计算储能电站净效益；
[0008]按净效益最大确定储能电站容量和布局方案。
[0009]作为本专利技术的进一步改进，所述生产模拟时综合系统发电煤耗及可靠性惩罚，以系统运行成本最低为目标函数，即：
[0010][0011]式中：C
it
(P
i,t
,U
i,t
)为时刻t机组i的耗煤量对应费用、Q
it,off
(U
i,t
‑1,U
i,t
)分别为机组i启动、关停的费用；λ1、λ2分别为失负荷、失备用惩罚；E
bt
为时刻t节点b的失负荷电量；R
bt
为时刻t节点b的失备用容量。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，所述储能电站年费用C
ESS
，包括投资等年值C
In
和运行维护费C
OM
，即：
[0013]C
ESS
＝C
In
+C
OM
[0014]其中，投资等年值按全寿命周期成本测算，即：
[0015]C
In
＝C(r,n)[C
P
P
ESS
+C
E
E
ESS
][0016]式中：P
ESS
、E
ESS
分别为储能的功率和容量；C
P
、C
E
分别为储能的功率和容量的单位投资，C(r,n)为等年值系数。
[0017]其中，运维成本指为保障储能系统在寿命期内正常运行而动态投入的资金，即：
[0018]C
OM
＝μC
In
[0019]式中：μ为储能电站的运行维护费用系数。
[0020]作为本专利技术的进一步改进，所述储能电站的综合效益E
Ess
包括能源节约效益E
ecc
、火电装机容量替代效益E
rpp
、替代输电通道效益E
tsl
和环境保护效益E
ep
，即：
[0021]E
Ess
＝E
ecc
+E
rpp
+E
tsl
+E
ep
。
[0022]作为本专利技术的进一步改进，所述能源节约效益为储能电站加入后系统火电煤耗的减少量，即：
[0023]E
ecc
＝κ(F
f
‑
F
f
‑
ess
)
[0024]式中，E
ecc
为区域电网中储能的电量效益，即储能加入前后系统节约的煤耗成本，F
f
和F
f
‑
ess
分别为区域电网加入储能前后全年的耗煤量；κ为标煤单价；
[0025]所述火电装机容量替代效益为储能电站可以替代的部分火电装机容量，包括替代火电装机容量对应的投资等年值和年运行维护费，即：
[0026]E
rpp
＝C
in,g
+C
om,g
[0027]式中，E
rpp
为区域电网中储能的容量效益，C
in,g
和C
om,g
分别为储能替代火电装机容量对应的投资等年值和年运行维护费。
[0028]作为本专利技术的进一步改进，所述替代输电通道效益包括替代输电通道容量对应的投资等年值和年运行维护费，即：
[0029]E
tsl
＝C
in,l
+C
om,l
[0030]C
in,l
＝CRF(r,Y
l
)K
l
(P
l
‑
P
l
‑
ess
)
[0031]C
om,l
＝ηK
l
(P
l
‑
P
l
‑
ess
)
[0032][0033]式中，E
tsl
为区域电网中替代输电通道效益，C
in,l
和C
om,l
分别为替代输电通道对应的投资等年值和年运行维护费，CRF(r,Y
l
)为等年值系数，P
l
和P
l
‑
ess
分别为在系统新能源消纳指标不变的情况下，储能加入前后系统需要的输电通道容量；K
l
为输电通道的单位投资，η为输电通道的运行维护费率；r为基准折现率，Y
l
为输电通道的经济使用寿命。
[0034]作为本专利技术的进一步改进，所述环境保护效益为储能电站参与系统调峰减少火电发电量所带来节能减排效益，即：
[0035][0036]式中：分别为处理单位CO2、SO2、NO
X
排放量而产生的费用，元/kg；分别为火电机组单位发电量产生的CO2、SO2、NO
X
排放量，kg/kWh；ΔQ
G
为储能加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种确定储能电站容量和布局的分析方法，其特征在于，包括以下步骤：根据实际或规划网架结构划分若干个区域，设定区域间联络通道输电能力；拟定储能电站容量和布局方案系列，通过生产模拟计算储能电站年费用和综合效益；进而计算储能电站净效益；按净效益最大确定储能电站容量和布局方案。2.根据权利要求1所述的一种确定储能电站容量和布局的分析方法，其特征在于，所述生产模拟时综合系统发电煤耗及可靠性惩罚，以系统运行成本最低为目标函数，即：式中：C
it
(P
i,t
,U
i,t
)为时刻t机组i的耗煤量对应费用、Q
it,off
(U
i,t
‑1,U
i,t
)分别为机组i启动、关停的费用；λ1、λ2分别为失负荷、失备用惩罚；E
bt
为时刻t节点b的失负荷电量；R
bt
为时刻t节点b的失备用容量。3.根据权利要求1所述的一种确定储能电站容量和布局的分析方法，其特征在于，所述储能电站年费用C
ESS
，包括投资等年值C
In
和运行维护费C
OM
，即：C
ESS
＝C
In
+C
OM
其中，投资等年值按全寿命周期成本测算，即：C
In
＝C(r,n)[C
P
P
ESS
+C
E
E
ESS
]式中：P
ESS
、E
ESS
分别为储能的功率和容量；C
P
、C
E
分别为储能的功率和容量的单位投资，C(r,n)为等年值系数；其中，运维成本指为保障储能系统在寿命期内正常运行而动态投入的资金，即：C
OM
＝μC
In
式中：μ为储能电站的运行维护费用系数。4.根据权利要求1所述的一种确定储能电站容量和布局的分析方法，其特征在于，所述储能电站的综合效益E
Ess
包括能源节约效益E
ecc
、火电装机容量替代效益E
rpp
、替代输电通道效益E
tsl
和环境保护效益E
ep
，即：E
Ess
＝E
ecc
+E
rpp
+E
tsl
+E
ep
。5.根据权利要求4所述的一种确定储能电站容量和布局的分析方法，其特征在于，所述能源节约效益为储能电站加入后系统火电煤耗的减少量，即：E
ecc
＝κ(F
f
‑
F
f
‑
ess
)式中，E
ecc
为区域电网中储能的电量效益，即储能加入前后系统节约的煤耗成本，F
f
和F
f
‑
ess
分别为区域电网加入储能前后全年的耗煤量；κ为标煤单价；所述火电装机容量替代效益为储能电站可以替代的部分火电装机容量，包括替代火电装机容量对应的投资等年值和年运行维护费，即：E
rpp

【专利技术属性】
技术研发人员：李富春，傅旭，张桂红，田旭，刘飞，王昭，王磊，冯斌，党楠，
申请(专利权)人：国网青海省电力公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：