一种可调资源联合规划的选址定容优化方法及终端技术

本发明专利技术公开了一种可调资源联合规划的选址定容优化方法及终端，考虑不同类型储能及需求响应等灵活性资源调节能力，根据电化学储能、抽水蓄能和氢储能的投资及运维成本、发电机组的运行成本以及切负荷成本得到综合成本，构建以综合成本最小为目标的可调资源联合规划模型，提出一种高比例风电渗透下考虑多种可调资源联合规划选址定容优化方法，获得不同储能系统的最优容量配置及选址布局，可有效缓解高比例风电渗透下电网灵活性不足的问题，在提高风电利用率的同时降低电网的投资成本。高风电利用率的同时降低电网的投资成本。高风电利用率的同时降低电网的投资成本。

【技术实现步骤摘要】
一种可调资源联合规划的选址定容优化方法及终端


[0001]本专利技术涉及电网规划
，特别涉及一种可调资源联合规划的选址定容优化方法及终端。

技术介绍

[0002]随着电网清洁化程度的不断提升，高比例清洁能源接入电网已成为必然趋势，然而风电、光伏等新能源的波动性和不确定性也对电力系统的可靠运行带来了一定的影响，需要通过加强灵活调节能力建设来保证系统功率的实时平衡。
[0003]储能作为一种高效的灵活性资源，可以优化新能源的输出特性，减少其不可控性和随机性，能够通过快速响应来弥补常规机组出力调节裕度和爬坡速率不足的缺点，满足由负荷需求与新能源出力突变时产生的功率缺额，提高电力系统灵活性并促进新能源消纳。
[0004]目前，主流的储能形式包括电化学储能、抽水蓄能和氢储能三大类。电化学储能技术成熟，效率高，响应速度快，配置灵活，对地理环境要求条件较小；抽水蓄能电站单座规模较大，技术成熟，但是选址难，建设周期长；氢气被认为是最有希望取代传统化石燃料的能源载体，是一种极好的能量存储介质，具有零污染、能量密度高的优点，但目前氢储能技术不够成熟，各设施成本较高。
[0005]目前，各类型储能的设备成本仍相对较高，也受到了建设条件、地理条件等多方面因素限制，如何因地制宜实现不同类型储能的选址定容优化、提升高比例清洁能源并网背景下电力系统灵活性是需要解决的重点技术问题之一。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种可调资源联合规划的选址定容优化方法及终端，能够实现可调资源的选址定容优化，并提高系统灵活性。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0008]一种可调资源联合规划的选址定容优化方法，包括步骤：
[0009]获取风电场有功出力时间序列以及负荷有功功率时间序列；
[0010]以电网综合成本最小作为目标函数，所述综合成本包括储能的投资和运维成本、发电机组的运行成本以及切负荷成本，所述储能包括电化学储能、抽水蓄能和氢储能，建立含多种类型储能的可调资源联合规划模型，基于所述风电场有功出力时间序列以及负荷有功功率时间序列得到所述联合规划模型的约束条件；
[0011]通过求解所述联合规划模型得到各类型储能的选址布局方案以及配置容量。
[0012]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的另一种技术方案为：
[0013]一种可调资源联合规划的选址定容优化终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
[0014]获取风电场有功出力时间序列以及负荷有功功率时间序列；
[0015]以电网综合成本最小作为目标函数，所述综合成本包括储能的投资和运维成本、发电机组的运行成本以及切负荷成本，所述储能包括电化学储能、抽水蓄能和氢储能，建立含多种类型储能的可调资源联合规划模型，基于所述风电场有功出力时间序列以及负荷有功功率时间序列得到所述联合规划模型的约束条件；
[0016]通过求解所述联合规划模型得到各类型储能的选址布局方案以及配置容量。
[0017]本专利技术的有益效果在于：考虑不同类型储能及需求响应等灵活性资源调节能力，构建以电化学储能、抽水蓄能和氢储能的投资及运维成本、发电机组的运行成本以及切负荷成本等综合成本最小为目标的可调资源联合规划模型，提出一种高比例风电渗透下考虑多种可调资源联合规划选址定容优化方法，获得不同储能系统的最优容量配置及选址布局，可有效缓解高比例风电渗透下电网灵活性不足的问题，在提高风电利用率的同时降低电网的投资成本。
附图说明
[0018]图1为本专利技术实施例的一种可调资源联合规划的选址定容优化方法的流程图；
[0019]图2为本专利技术实施例的一种可调资源联合规划的选址定容优化终端的示意图；
[0020]图3为本专利技术实施例的拓扑结构图；
[0021]图4为本专利技术实施例二的风电场有功出力时间序列图；
[0022]图5为本专利技术实施例二的负荷有功功率时间序列图；
[0023]标号说明：
[0024]1、一种可调资源联合规划的选址定容优化终端；2、存储器；3、处理器。
具体实施方式
[0025]为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
[0026]请参照图1，本专利技术实施例提供了一种可调资源联合规划的选址定容优化方法，包括步骤：
[0027]获取风电场有功出力时间序列以及负荷有功功率时间序列；
[0028]以电网综合成本最小作为目标函数，所述综合成本包括储能的投资和运维成本、发电机组的运行成本以及切负荷成本，所述储能包括电化学储能、抽水蓄能和氢储能，建立含多种类型储能的可调资源联合规划模型，基于所述风电场有功出力时间序列以及负荷有功功率时间序列得到所述联合规划模型的约束条件；
[0029]通过求解所述联合规划模型得到各类型储能的选址布局方案以及配置容量。
[0030]从上述描述可知，本专利技术的有益效果在于：考虑不同类型储能及需求响应等灵活性资源调节能力，构建以电化学储能、抽水蓄能和氢储能的投资及运维成本、发电机组的运行成本以及切负荷成本等综合成本最小为目标的可调资源联合规划模型，提出一种高比例风电渗透下考虑多种可调资源联合规划选址定容优化方法，获得不同储能系统的最优容量配置及选址布局，可有效缓解高比例风电渗透下电网灵活性不足的问题，在提高风电利用率的同时降低电网的投资成本。
[0031]进一步地，所述以电网综合成本最小作为目标函数，所述综合成本包括储能的投资和运维成本、发电机组的运行成本以及切负荷成本，所述储能包括电化学储能、抽水蓄能和氢储能，具体为：
[0032][0033]式中，表示电化学储能、抽水蓄能、氢储能的投资与运维成本，表示电网的运行成本，所述运行成本包括发电机组的发电成本、启停成本以及系统的切负荷成本。
[0034]由上述描述可知，构建以电化学储能、抽水蓄能和氢储能的投资及运维成本、发电机组的运行成本以及切负荷成本等综合成本最小为目标的可调资源联合规划模型，可有效缓解高比例风电渗透下电网灵活性不足的问题，在提高风电利用率的同时降低电网的投资成本。
[0035]进一步地，所述电化学储能、抽水蓄能、氢储能的投资与运维成本的计算方法为：
[0036][0037][0038]式中，分别表示电化学储能、抽水蓄能、氢储能的投资与运维成本；R
BES
，R
PSP
，R
HES
分别表示电化学储能、抽水蓄能、氢储能的运维损耗量系数；η表示折现率；n
BES
，n
PSP
，n
HES
分别表示电化学储能、抽水蓄能、氢储能的运行年限；N
Q
表示网络节点数；N
BES
，N
PSP
，N
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可调资源联合规划的选址定容优化方法，其特征在于，包括步骤：获取风电场有功出力时间序列以及负荷有功功率时间序列；以电网综合成本最小作为目标函数，所述综合成本包括储能的投资和运维成本、发电机组的运行成本以及切负荷成本，所述储能包括电化学储能、抽水蓄能和氢储能，建立含多种类型储能的可调资源联合规划模型，基于所述风电场有功出力时间序列以及负荷有功功率时间序列得到所述联合规划模型的约束条件；通过求解所述联合规划模型得到各类型储能的选址布局方案以及配置容量。2.根据权利要求1所述的一种可调资源联合规划的选址定容优化方法，其特征在于，所述以电网综合成本最小作为目标函数，所述综合成本包括储能的投资和运维成本、发电机组的运行成本以及切负荷成本，所述储能包括电化学储能、抽水蓄能和氢储能包括：式中，表示电化学储能、抽水蓄能、氢储能的投资与运维成本，表示电网的运行成本，所述运行成本包括发电机组的发电成本、启停成本以及系统的切负荷成本。3.根据权利要求2所述的一种可调资源联合规划的选址定容优化方法，其特征在于，所述电化学储能、抽水蓄能、氢储能的投资与运维成本的计算方法为：述电化学储能、抽水蓄能、氢储能的投资与运维成本的计算方法为：式中，分别表示电化学储能、抽水蓄能、氢储能的投资与运维成本；R
BES
，R
PSP
，R
HES
分别表示电化学储能、抽水蓄能、氢储能的运维损耗量系数；η表示折现率；n
BES
，n
PSP
，n
HES
分别表示电化学储能、抽水蓄能、氢储能的运行年限；N
Q
表示网络节点数；N
BES
，N
PSP
，N
HES
分别表示电化学储能、抽水蓄能、氢储能数量；表示电化学储能的单位容量成本；表示节点q上电化学储能b的额定容量；表示抽水蓄能的单位功率成本；表示节点q上抽水蓄能p的额定功率；分别表示氢储能中电解槽的单位功率成本、燃料电池的单位功率成本和储氢罐的单位容量成本；单位功率成本、燃料电池的单位功率成本和储氢罐的单位容量成本；分别表示节点q上氢储能h中电解槽的额定功率、燃料电池的额定功率和储氢罐的额定容量。4.根据权利要求2所述的一种可调资源联合规划的选址定容优化方法，其特征在于，所述发电机组的运行成本的计算方法为：
式中，N
GEN
表示发电机组的数量；N
T
，N
D
分别表示规划小时数、天数；表示发电机组n的单位发电成本；表示发电机组n所在节点q上t时刻的有功出力；和分别表示发电机组n所在节点q上t时刻的开机成本和停机成本；c
CUR
表示单位切负荷成本；表示节点q在t时刻的切负荷量。5.根据权利要求1所述的一种可调资源联合规划的选址定容优化方法，其特征在于，所述联合规划模型的约束条件包括：储能最大可建装机容量约束、储能选址布局约束、风电出力约束、系统节点功率平衡约束、供电充裕度约束、线路潮流约束、发电机组运行约束、电化学储能运行约束、抽水蓄能运行约束、氢储能运行约束。6.一种可调资源联合规划的选址定容优化终端，包括存储器、处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴威，林威，林毅，唐雨晨，朱睿，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：