一种基于时序生产模拟的电力储能系统容量计算方法技术方案

本发明专利技术公开一种基于时序生产模拟的电力储能系统容量计算方法，预测区域电网的负荷数据以及风速、光照强度数据，形成时序负荷曲线同时计算风电和光伏的每小时出力情况；确定系统在该机组加载顺序模型下的新能源消纳能力；制定储能在配合新能源消纳和对电力系统进行调峰的两种充放电模拟策略，确定储能充电和放电时对应的机组加载数并计算储能荷电状态；根据机组加载顺序以及储能充放电模型，以时序生产模拟策略对电网进行时序生产模拟，得出在这两种运行策略下储能容量的上下限区间，在此区间内寻优以确定储能充放电代价最小时对应的容量；本发明专利技术能够得到储能最优容量配置结果，进而为储能容量的规划提供依据和参考。进而为储能容量的规划提供依据和参考。进而为储能容量的规划提供依据和参考。

【技术实现步骤摘要】
一种基于时序生产模拟的电力储能系统容量计算方法


[0001]本专利技术涉及电网运行规划领域，具体来说是一种基于时序生产模拟的电力储能系统容量计算方法。

技术介绍

[0002]随着经济的发展，环境问题越来越受到重视。发展新能源是缓解环境污染、应对气候变化、保障经济社会可持续发展的重要举措。但随着新能源并网规模越来越大，新能源的发展与其发电的不确定性及波动性之间呈现出巨大的矛盾。同时由于市场机制不完善、地方消纳责任不清、系统电源灵活性不足等问题，电力系统正面临严重的新能源消纳问题。储能系统具有快速充放电响应特性和时序能量调节作用，能增加系统的调峰、调频能力，能够解决现有新能源消纳问题。
[0003]可再生能源具有很强的波动性和不确定性，同时可再生能源也具有很强的时序特性。在对含可再生能源的电网进行储能规划时，采用传统的电力系统随机生产模拟方法难以准确描述负荷、新能源出力和储能荷电状态的时序变化特性，也难以反映系统灵活多样的运行调度策略。因此，研究一种基于时序生产模拟并且能够适应含新能源电力系统特点的储能最优容量计算方法是十分必要的。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于时序生产模拟的电力储能系统容量计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：预测区域电网的负荷数据、风速数据和光照强度数据，形成时序负荷曲线同时计算风电和光伏的每小时出力情况，以此确定生产模拟中电网负荷与新能源出力的时间序列，为后续步骤中制定储能运行策略提供基础；步骤二、考虑机组运行过程与机组启停的影响，建立时序生产模拟机组加载顺序模型，考虑新能源优先消纳，以机组加载顺序模型确定新能源出力无法消纳时电网中处于备用状态的机组序列，以备用机组序列得出备用机组最小技术出力之和，同时结合步骤一中得出的电网负荷和新能源出力时间序列确定新能源的可消纳功率；步骤三、分别制定储能在生产模拟过程中配合新能源消纳的充放电策略和对电力系统进行调峰时的充放电策略，利用步骤二中得出的机组加载顺序模型确定储能充放电时对应的加载机组数，计算储能充放电功率以及储能荷电状态；步骤四、基于步骤三中得到的储能以消纳新能源出力与参与电网调峰双策略运行模式，确定储能容量的上下限值，通过生产模拟在储能容量的上下限区间内寻优得出储能的最优容量配置。2.根据权利要求1所述的基于时序生产模拟的电力储能系统容量计算方法，其特征在于：所述步骤一具体实现如下：步骤1.1、预测获取区域电网的负荷数据，负荷数据包括每个模拟时间间隔t的电网负荷大小，以此形成电网的时序负荷曲线；步骤1.2、预测区域电网范围内每个模拟时间间隔t的风速数据及光照强度数据；步骤1.3、建立风电和光伏的时序出力模型；利用式(1)建立风电出力模型为：式(1)中：P
w
(t)为风机在t时刻的输出功率，V
i
，V
o
，V
n
分别为风机的切入风速，切除风速和额定风速，V
t
为t时刻预测风速大小，P
Wn
为风机的额定功率；利用式(2)建立光伏出力模型为：式(2)中：P
ph
(t)为光伏在t时刻的输出功率，P
phn
，γ
n
分别为光伏额定功率和额定光照强度，γ
t
为t时刻的光照强度；步骤1.4、根据步骤1.2中得到的风速数据以及光照强度数据，分别带入步骤1.3中的风电与光伏出力模型中得到风电与光伏出力的时间序列。3.根据权利要求1所述的基于时序生产模拟的电力储能系统容量计算方法，其特征在于：所述步骤二具体实现如下：步骤2.1、考虑火电机组启停以及机组运行过程对机组生产带来的影响，根据机组启
停，运行代价最小为目标确定火电机组的加载顺序，考虑火电机组的启停与运行代价的目标函数如式(3)所示：式(3)中：t为模拟时间间隔，T为模拟总时间长度，n代表第n台火电机组，N为火电机组的总台数，C
n
(t)为第n台火电机组在t时刻的运行代价，K
on
(t)和K
off
(t)为0,1变量分别代表t时刻火电机组的启动和停机状态，C
non
和C
noff
分别表示第n台火电机组的启动和停机代价；根据上述目标函数，确定在每个模拟时段电网中机组的加载序列为{G1,G2,
…
G
s
}
t
，其中s为每个模拟时段加载的机组数量。步骤2.2、考虑新能源消纳问题，在t时刻新能源预测出力大于当前时刻电网负荷预测值时，根据步骤2.1所得的机组加载顺序，确定t时刻系统热备用机组加载序列为{b1,b2,
…
,b
k
}
t
，其中k为t时刻电网中处于热备用的机组台数，由此计算出t时刻热备用加载机组的最小技术出力之和如式(4)所示：式(4)中P
Gmin
(t)为t时刻热备用机组最小技术出力之和，P
Gmini
(t)为t时刻第i台热备用机组的最小技术出力；步骤2.3、将新能源预测出力的负值与当前时刻电网预测负荷大小叠加得到当前时刻电网的净负荷大小如式(5)：P
lj
(t)＝
‑
P
e
(t)+P
l
(t)(5)式(5)中：P
lj
(t)为t时刻系统净负荷大小，P
l
(t)为t时刻系统负荷的预测大小，P
e
(t)为t时刻新能源预测出力值；步骤2.4、在t时刻新能源预测出力大于该时刻负荷预测值时，根据步骤2.2中得出的t时刻热备用机组最小技术出力之和步骤2.3中得到的该时刻电网净负荷大小，得到t时刻新能源出力的可消纳功率如式(6)：P
x
(t)＝P
lj
(t)+P
e
(t)
‑
P
Gmin
(t)(6)式(6)中：P
x
(t)为t时刻新能源的消纳功率。4.根据权利要求1所述的基于时序生产模拟的电力储能系统容量计算方法，其特征在于：所述步骤三具体实现如下：步骤3.1、在新能源预测出力大于负荷预测值时，计算新能源出力无法消纳量如式(7)所示：P
d
(t)＝P
Gmin
(t)
‑
P
lj
(t)(7)式(7)中：P
d
(t)为t时刻新能源出力无法消纳量；步骤3.2、在新能源预测出力大于负荷预测值的时刻对储能采取优先消纳新能源的策略，利用步骤3.1中得到的新能源无法消纳量为储能进行充电，储能的充电功率如式(8)所示：P
...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨贺钧，初宇翔，马英浩，毕锐，张大波，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：