[发明专利]一种降低含风储一体化电站电力系统运行风险的调度方法

说明书

一种降低含风储一体化电站电力系统运行风险的优化调度方法，属于电力系统调度运行领域。本发明基于电池储能系统的削峰填谷运行模式、物理结构和长期运行特性，建立电池储能系统运行风险模型，分析风储一体化电站给系统调度带来的风险，提出含有风储一体化电站系统的风险指标。建立考虑经济性、风险和风电利用率的多目标优化调度模型。算例验证表明，本发明提供的风储一体化调度方法，降低含有风储一体化电站系统风险的同时，能够提高系统经济性和风电接入电网利用率。

技术领域

本发明属于电力系统调度运行领域，涉及可再生能源和储能系统的一体化运行，特别涉及降低风储一体化电站中电池储能系统和风机不可靠性给电力系统调度运行带来的风险。

背景技术

在近几年的电力系统发展中，由于风能具有可再生，无污染、成本低的特性越来越多的风电场被投入使用，但风电本身具有间歇性和随机性以及严重的弃风现象，给电网调度和运行带来很大影响和经济浪费，而储能系统和风电场联合运行的方法有效的缓解了风电的不可控性和弃风现象。

随着不可再生能源的的紧缺和环境污染指数上升，国家不断加大新能源扶持力度，对风电接入点网的可靠性要求也越来越高，2017年青海规划的330万千瓦风电项目，各项目按照建设规模的10％配套建设储电装置，储电设施总规模33万千瓦，所以风电和储能配合的风储一体化电站是未来风电站的一个发展趋势。风储一体化电站中的储能装置，只对风电场的内风机输出功率进行吸收和弥补，以及改善风电质量增加风电场接入电网可靠性，与系统中可调度的储能不同，不受系统调度策略控制，不能弥补和吸收系统中的功率不平衡量，也不能为火电机组留作备用，而电池储能，由于其循环寿命长，响应速度快，充放电效率高，配置灵活，安装建设方便，安全性好等优势，被广泛应用

但在现有的研究中，电池储能系统都是以一种理想化的模型应用于各个领域，其实在实际运行中，电池储能并不是一个可以长时间稳定运行的电源，不像常规机组可以消耗燃料产生能量保持功率稳定输出，电池储能通过内部化学反应实现充放电能力，同时对电池储能系统本身有很大消耗，所以针对风储一体化电站需要的大规模且长期运行的电池储能系统，需要考虑故障运行，老化运行，健康状态等诸多因素。

在已有的风储联合的可靠性分析的文章中，可靠性分析的重点都放在风电功率不确定性、风机故障和降额运行等方面，而缺乏对电池储能长期运行可靠性的分析；多数风储联合的可靠性分析的方法，是利用蒙特卡洛抽样的方式计算系统可靠性，调度和可靠性分析是分开的。本发明考虑风机和储能以一体化的形式参与系统调度，分析风储一体化中电池储能系统和风机长期运行的不可靠性和给系统调度带来的风险，并给出了同时考虑系统经济性和风储一体化电站运行风险的调度模型。

发明内容

本发明目的是提供一种合理有效的降低含风储一体化电站电力系统运行风险的优化调度方法。针对风机和储能以一体化的形式接入系统，考虑风储一体化中电池储能系统长期运行特性，储能和风机的故障失效给系统调度带来的风险，建立同时考虑含有风储一体化电站系统经济性、风险和弃风量的多目标调度模型，优化资源配置，降低系统运行风险，旨于提高系统经济性和可再生能源利用效率的目标。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种降低含风储一体化电站电力系统运行风险的优化调度方法，包括以下几个步骤：

第一步，风储一体化电站运行方式分析

针对风电站内调度计划要求，研究电池储能系统作为场内可调度资源，实现削峰填谷。即在风电高峰或者负荷低谷时段储能，在需要风电出力的负荷高峰或风电低谷时段释放。

风储一体化电站输出功率如式(1)，由电池储能系统和风电共同决定。

P_wBess＝P_w-P_Bess (1)