一种考虑季节性储能与短期储能协调运行的电力电量平衡方法技术

本发明专利技术属于电力储能技术领域，尤其涉及一种考虑季节性储能与短期储能协调运行的电力电量平衡方法。以短期储能、季节性储能、风电、光伏、火电五类元件构建长短期储能协调运行的电力电量平衡模型；电力电量平衡模型包括模型的目标函数以及模型的约束条；所述模型的目标函数为全年的运行成本最小，包括储能的运行成本和发电机组发电成本；所述模型的约束条件包括电力平衡约束、火电机组运行约束、短期储能运行约束、季节性储能的运行约束、可再生能源的出力约束；所述电力电量平衡模型中忽略系统的潮流约束，假设所有元件均连在同一个节点上。本发明专利技术以全年运行成本最小为目标，进行全年各小时的出力优化，实现了全年的电力及电量平衡。平衡。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑季节性储能与短期储能协调运行的电力电量平衡方法


[0001]本专利技术属于电力储能
，尤其涉及一种考虑季节性储能与短期储能协调运行的电力电量平衡方法。

技术介绍

[0002]目前，短期储能与季节性储能遵循相同的建模方式，包含5类约束，分别为功率范围约束、能量范围约束、功率
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能量关系约束、循环周期、始末状态约束，季节性储能和短期储能在建模上的差异在于循环周期约束，短期储能的循环周期短，一般以日为周期，而季节性储能的循环周期长，一般以年为周期。循环周期的区别将导致运行模拟时间尺度的区别，即若在系统中考虑季节性储能，运行模拟应以年为周期。具体而言，在仅含短期储能的系统中，电力电量平衡大多以日为周期，电力电量平衡模型的目标函数为该日内系统的运行成本最小，同时短期储能的边界条件为其电量水平需要在该日的始末状态保持相同。而当季节性储能介入系统，由于其运行优化的尺度为年，无法预知其日尺度运行的边界条件，以日为周期的电力电量平衡无法适用。
[0003]此时，应以年为平衡周期进行优化，以全年运行成本最小为目标，进行全年各小时的出力优化，实现全年的电力及电量平衡。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提出一种考虑季节性储能与短期储能协调运行的电力电量平衡方法以解决现有技术中由于运行优化的尺度为年，无法预知日尺度运行的边界条件，以日为周期的电力电量平衡无法适用的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案具体步骤如下：
[0006]一种考虑季节性储能与短期储能协调运行的电力电量平衡方法，以短期储能、季节性储能、风电、光伏、火电五类元件的系统构建长短期储能协调运行的电力电量平衡模型；
[0007]其中，电力电量平衡模型包括模型的目标函数以及模型的约束条；
[0008]所述模型的目标函数为全年的运行成本最小，包括储能的运行成本和发电机组发电成本；
[0009]所述模型的约束条件包括电力平衡约束、火电机组运行约束、短期储能运行约束、季节性储能的运行约束以及可再生能源的出力约束；
[0010]所述电力电量平衡模型中忽略系统的潮流约束，假设所有元件均连在同一个节点上。
[0011]进一步地，所述目标函数的最小运行成本：
[0012][0013]其中，和分别是发电机组的单位运行成本和发电功率，c
BA
和c
HS
分别是短期储能和季节性储能的单位运行成本，和是短期储能的充电、放电功率，和是季节性储能的充电、放电功率。
[0014]进一步地，所述的电力平衡约束：
[0015][0016]其中，分别为发电机g在t时刻的发电功率；表示节点n的切负荷量。
[0017]进一步地，所述火电机组运行约束：
[0018][0019]其中，和分别表示机组的上爬坡速率极限和下爬坡速率极限。
[0020]进一步地，所述短期储能运行约束与其运行模式有关，若以传统平衡中假设的日循环模式，则其运行约束为：
[0021][0022][0023][0024][0025][0026]其中，上标BA表示储能的类型为短期储能，day表示运行日，其取值为1至365之间的整数。
[0027]进一步地，所述电力电量平衡模型中，若传统电力电量平衡中假设的短期储能日循环模式放开，短期储能只需全年的始末时刻能量状态相等，则式(6)～(8)可以变为：
[0028][0029][0030][0031]季节性储能的运行约束与式(4)、(5)、(9)～(11)形式相同，只需将上标由BA换为表示季节性储能的HS，下标由ba换为hs。
[0032]进一步地，所述可再生能源的出力约束为：
[0033][0034]其中表示可再生能源场站w在t时刻的最大可发功率。
[0035]且综上所述，由于采用了上述技术方案，专利技术的有益技术效果是：
[0036]一种考虑季节性储能与短期储能协调运行的电力电量平衡方法以年为平衡周期进行优化，以全年运行成本最小为目标，进行全年各小时的出力优化，实现了全年的电力及电量平衡。
具体实施方式
[0037]为了使专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释专利技术，并不用于限定专利技术。
[0038]一种考虑季节性储能与短期储能协调运行的电力电量平衡方法，以短期储能、季节性储能、风电、光伏、火电五类元件构建长短期储能协调运行的电力电量平衡模型；
[0039]其中，电力电量平衡模型包括模型的目标函数以及模型的约束条；
[0040]所述模型的目标函数为全年的运行成本最小，包括储能的运行成本和发电机组发电成本；
[0041]所述模型的约束条件包括电力平衡约束、火电机组运行约束、短期储能运行约束、季节性储能的运行约束以及可再生能源的出力约束；
[0042]所述电力电量平衡模型中忽略系统的潮流约束，假设所有元件均连在同一个节点上。
[0043]所述目标函数的最小运行成本：
[0044][0045]和分别是发电机组的单位运行成本和发电功率，c
BA
和c
HS
分别是短期储能和季节性储能的单位运行成本，和是短期储能的充电、放电功率，和是季节性储能的充电、放电功率。
[0046]所述的电力平衡约束：
[0047][0048]其中，分别为发电机g在t时刻的发电功率；表示节点n的切负荷量。
[0049]所述火电机组运行约束：
[0050][0051]其中，和分别表示机组的上爬坡速率极限和下爬坡速率极限。
[0052]所述短期储能运行约束与其运行模式有关，若以传统平衡中假设的日循环模式，则其运行约束为：
[0053][0054][0055][0056][0057][0058]其中，上标BA表示储能的类型为短期储能，day表示运行日，其取值为1至365之间的整数。
[0059]所述电力电量平衡模型中，若传统电力电量平衡中假设的短期储能日循环模式放开，短期储能只需全年的始末时刻能量状态相等，则式(6)～(8)可以变为：
[0060][0061][0062][0063]季节性储能的运行约束与式(4)、(5)、(9)～(11)形式相同，只需将上标由BA换为表示季节性储能的HS，下标由ba换为hs。
[0064]所述可再生能源的出力约束为：
[0065][0066]其中表示可再生能源场站w在t时刻的最大可发功率。
[0067]以上所述为专利技术的较佳实施例，并不用以限制专利技术，凡在专利技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在专利技术的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑季节性储能与短期储能协调运行的电力电量平衡方法，其特征在于：包括以短期储能、季节性储能、风电、光伏、火电五类元件构建长短期储能协调运行的电力电量平衡模型；其中，电力电量平衡模型包括模型的目标函数以及模型的约束条；所述模型的目标函数为全年的运行成本最小，包括储能的运行成本和发电机组发电成本；所述模型的约束条件包括电力平衡约束、火电机组运行约束、短期储能运行约束、季节性储能的运行约束以及可再生能源的出力约束；所述电力电量平衡模型中忽略系统的潮流约束，假设所有元件均连在同一个节点上。2.根据权利要求1所述的一种考虑季节性储能与短期储能协调运行的电力电量平衡方法，其特征在于，所述目标函数的最小运行成本：其中，和分别是发电机组的单位运行成本和发电功率，c
BA
和c
HS
分别是短期储能和季节性储能的单位运行成本，和是短期储能的充电、放电功率，和是季节性储能的充电、放电功率。3.根据权利要求1所述的一种考虑季节性储能与短期储能协调运行的电力电量平衡方法，其特征在于，所述的电力平衡约束：其中，分别为发电机g在t时刻的发电功率；表示节点n的切负荷量。4.根据权利要求1所述的一种考虑季节性储能与短期储能协调运行的电力电量平衡方法，其特征在于，所述火...

【专利技术属性】
技术研发人员：周强，赵龙，王定美，吕清泉，马志程，张金平，张健美，韩旭杉，马彦宏，邵冲，沈渭程，张睿骁，刘丽娟，高鹏飞，张彦琪，赵连斌，陈明，马卫卫，张珍珍，李津，吴国栋，赵炜，沈琛云，王明松，
申请(专利权)人：国网甘肃省电力公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：