[发明专利]通过电转气储能技术提高电力系统对风电消纳能力的方法

说明书

本发明公开了一种通过电转气储能技术提高电力系统对风电消纳能力的方法，包括预测日前t时段系统负荷和日前t时段风电出力、以“确保系统对预测所得风电按最小弃风方式消纳”为原则，设定优化风电消纳能力的调度方案Ⅰ、判断是否需要平移负荷参与、求解可平移负荷、判断是否需要电转气储能装置工作和启动电气储能步骤。本发明可在风电出力过大时通过电转气装置消纳一部分风电，减少对电力系统的冲击，其得到的人造天然气可以直接在天然气系统中进行存储和运输，减少了对储能电池的需求，降低了储能成本。另一方面，天然气可以供给一部分热负荷，减小了热电厂的压力。

技术领域

本发明涉及一种提高电力系统对风电消纳能力的方法，尤其涉及一种通过电转气储能技术提高电力系统对风电消纳能力的方法，属于新能源技术领域。

背景技术

大规模风电并网是发展新能源的主要形式之一，是我国新能源发展战略的重要组成部分。随着我国风电装机容量的快速增长，大规模风电并网消纳问题越来越突出。风电本身的随机性和波动性，使得风电场的功率输出具有很强的随机性，在风速预测没有达到足够精度的条件下，小时级的风功率变化和预测误差意味着对电力系统造成很大的冲击。此外，我国风能资源丰富地区距离负荷中心较远，大规模风力发电无法就地消纳，需要通过输电网远距离输送到负荷中心。大量风电功率远距离输送往往会造成系统电压大幅变化，局部电网的电压稳定性受到影响、稳定裕度降低。

为了提高电力系统对风电的消纳能力，公告号为CN105656025A的中国发明专利，公开了一种提高风电消纳能力的方法。该方法是在预测了第二天的风电出力和负荷数据的基础上，判断是否有弃风出现，从而对平移负荷进行控制，生成日前调度计划，在一定程度上可以提高风电的使用量。但是，由于风能的波动性和随机性强，很难实现精准预测，当风速突然过大时，就会有大量的弃风或者出现切机。刘新方等人在电力系统保护与控制，2012,40(6):35-39.“利用合理弃风提高大规模风电消纳能力的理论研究”中公开了一种通过合理弃风放弃部分风电发电容量来日高大规模风电消纳能力的方法，利用weibull分布拟合等效负荷曲线并作为分析依据，量化弃风功率对调峰的改善系数和弃风对风电发电容量的影响。该方法可以在一定程度上提高大规模风电消纳能力，然而是以牺牲一部分风能为代价。

储能系统可以有效抑制风电功率波动、平滑输出电压、提高电能质量，是保证风力发电并网运行，促进风能利用的关键技术。王再闯等人在可再生能源，2014，32(7)：954-960.“基于储能电站提高风电消纳能力的电源规划研究”中公开了一种在风电开发之初，从规划层面利用储能电站优化区域电力系统电源结构，从而提高电网对风电的消纳能力的方法。综合考虑环境效益、社会效益、市场竞争力后，以风电消纳能力最大和国民经济投入最小为目标函数，构建了包含火电、储能电站、大规模风电的电源规划模型。陆秋瑜等在广东电力，2015,28(12)：19-24.“提高风电消纳能力的储能优化配置方法”公开了一种综合考虑风储系统、常规机组和电网相互关系的储能随机规划模型，提出了以弃风比例为约束、投资成本最小的储能功率和容量配比优化方法。

目前储能系统的高成本制约了其应用，而且以成本最小为目标函数，就有可能造成弃风量太多的问题。而且储能容量有限，风电大范围波动时，储能没有足够大的容量空间，另外，风电出力较小的季节，储能容量配置可能过剩，储能系统得不到充分利用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种通过电转气储能技术提高电力系统对风电消纳能力的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种通过电转气储能技术提高电力系统对风电消纳能力的方法，包括以下步骤：

步骤1：预测日前t时段系统负荷P_LOAD,t和日前t时段风电出力 t∈1,…,T，1-T为次日24个时段：由以下具体步骤组成：

步骤1-1：将过去一个月风电场的实测风电出力数据进行频域分解，得到日周期频域分量、低频分量和高频分量；