[发明专利]提高风电接纳能力的储能系统容量优化配置方法

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，是一种提高风电接纳能力的储能系统容量优化配置方法。

背景技术

随着全球范围的环境问题日益严峻，世界各国越来越重视可再生能源的开发利用。大力开发利用风能是实现能源可持续发展和改善环境质量的有效途径。风电机组输出功率取决于自然风速，其随机性、间歇性和不可控性的特性决定了风电并网时需要由常规电源应对其功率波动，以保证对负荷安全可靠地供电，即对风电“调峰”。然而目前国内风电富集地区的电源结构大都以煤电为主，供热机组占很高比例，没有或只有很少抽水蓄能电站，因此，当风电容量占电网发电容量一定比例时，风电功率的波动将增加电网调峰负担，尤其在冬季供热机组因承担供热任务使其调峰能力下降的情况下，这种负担更加明显，严重影响电网中其他机组运行的安全性和经济性。

利用大规模储能实现负荷的时空平抑，可减少电网等效负荷峰谷差，节约系统向下调峰容量，使既有电网有能力接纳更多容量的风电。由于储能系统价格较昂贵，因此有必要研究综合考虑储能成本、多接纳风电收益等因素的储能容量优化配置方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，对于所给定的电网负荷波动水平特性，提出一种提高风电接纳能力的储能系统容量优化配置方法，该方法综合考虑了储能成本、多接纳风电收益等因素，以储能系统总收益最大为目标，来确定储能系统最优配置容量。

解决其技术问题所采用的技术方案是：一种提高风电接纳能力的储能系统容量优化配置方法，其特征是，它包括以下步骤：

1)储能系统容量与等效负荷峰谷差之间的关系

以高峰负荷、低谷负荷的持续时间很短为根据，在电网中配置的储能系统能够在低谷负荷时存储电能、高峰负荷时释放电能，实现负荷的时空平抑，等效减少负荷峰谷差，使得确定机组组合的发电机组腾出更多的向下调节容量；

当储能系统容量为E时，负荷峰谷差的计算如下：

ΔP＝P_ref.max-P_ref.min    (1)

E=∫0t1(P(t)-Pref.max)dt=∫t224(Pref.min-P(t))dt---(2)]]>

式中：E为储能配置容量；P_ref.max、P_ref.min为经储能平抑后的最大、最小负荷功率；ΔP为经储能平抑后等效负荷峰谷差；P(t)为日负荷持续出力函数；t₁＝{t∈R|P(t)＝P_ref.max}；t₂＝{t∈R|P(t)＝P_ref.min}；

综合(1)、(2)式，储能系统容量与等效负荷峰谷差之间的关系如下式所示：

ΔP＝f₁(E，P(t))          (3)

2)以向下调峰容量为约束的电网可接纳风电容量的计算

在给定机组组合情况下，低谷负荷时电网向下备用容量可定义为电网最大可接纳的风电容量，其计算公式为：