[发明专利]多属性多目标储能工况适用性对比分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，是一种多属性多目标储能工况适用性对比分析方法。

背景技术

截止至2015年底，我国累计风电装机容量145.1GW，占全球累计风电装机总量的31％。但是由于风电功率的随机性和间歇性以及输电通道容量的不足，制约了系统接纳风电的能力，情况严重时会导致“弃风”现象的产生。2011～2015年我国弃风导致的电量损失累计达到959亿kWh，年平均弃风率达到13.4％。所以解决“弃风”问题对于我国风电行业的继续发展具有重要意义。而储能系统由于其动态吸收能量并适时释放的特点，实现风电在时间轴上的平移，成为解决“弃风”现象的有效手段。

但在实际的应用中，储能技术有很多的种类可供选择，并且在电力系统的不同应用场景下，对储能技术也有着不同的技术需求。不同储能技术类型在投资成本、运行维护费用、充放电效率和使用寿命等方面存在明显的区别。在储能选型的过程中要综合考虑各种技术的优劣势，结合具体需求选择合适的类型，做到扬长避短。因此设定提供一个用于分析不同工况下的储能系统适用性对比分析方法显得尤为重要，也是本领域技术人员一直渴望解决，但迄今尚未解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是，从多属性多目标的角度出发，针对电力系统各个环节的不同应用场景及应用目标所构造出的不同工况条件对储能系统提出的不同技术需求，以及不同储能类型在技术层面和经济层面有着明显区别的问题，提出一种科学合理，适用性强，综合考虑应用场景、工况条件、经济性等因素，以便得到最优的储能选型方案的多属性多目标储能工况适用性对比分析方法。

本发明的目的是由以下技术方案来实现的：一种多属性多目标储能工况适用性对比分析方法，其特征是，它包含以下步骤：

1)不同应用场景下储能技术的设定

应用场景一：

在电力系统运行的发电侧，采用储能系统结合低通滤波原理的风电功率平抑策略来平滑注入电网的风电功率并得到相应的储能系统配置，选取一定的截止频率f_c和平抑控制周期T_c，其经过平抑后注入电网的平均功率为：

其中P_out，k为第k个控制周期注入电网的平均功率；P_w，k为第k个控制周期风电场输出的平均功率；τ为滤波时间常数，τ＝1/2πf_c；

第k个控制周期的储能系统充放电功率Pb_k为：

第k个控制周期结束时储能系统的能量E_k为：

其中E₀为储能系统的初始能量；该截止频率下需要给风电场配置的储能容量W为：

其中maxE_k和minE_k分别为储能系统累计容量的最大值和最小值；上述所求得的储能容量W和储能充放电功率Pb_k的最大值，就是储能系统所需的储能配置；

应用场景二：

在电力系统运行的输电侧，通过储能系统来提高风电外送的能力，综合考虑风电的输送需求、输电工程成本、弃风损失量、输电运行效益以及储能投资成本因素，构建能够反映输电工程和储能的综合收益的目标函数为：

f(B_e,C_e)＝max[R+B(B_e,C_e)-C_s-C_c(B_e,C_e)] (5)

其中f(Be,Ce)为风电外送输电工程和储能全寿命周期的综合收益；R为电网输电工程收益；C_s为输电工程成本；C_c(Be,Ce)为储能系统投资成本；B(Be,Ce)为储能系统收益；B_e为储能配置的容量；C_e为储能配置的功率；满足(5)式的B_e和C_e即为综合收益最优的储能容量和功率，也是储能系统所需的储能配置；

电网的输电工程收益R正比于储能提高的风电量和风电基地原发电总量之和，其计算公式为：

R＝K_r(G_W+G_L) (6)