[发明专利]一种直流电网的储能配置方法

说明书

本发明公开了一种直流电网的储能配置方法，以典型日下储能日化投资与火电机组运行成本之和最小为目标，并综合考虑火电机组、抽蓄电站、电池储能电站的运行，搭建含新能源接入的直流网络储能配置模型；该模型为非凸非线性模型，为进行有效求解，采用分段线性化、大M法线性化、二阶锥松弛等手段对模型进行凸化处理，得到等效的含新能源接入直流电网的储能容量配置二阶锥模型，可通过商业求解器直接进行求解。通过本发明获取的最优结果可合理配置直流电网储能，进而提高风电利用率并降低系统运行成本。

技术领域

本发明属于电气工程领域，更具体地，涉及一种直流电网的储能配置方法。

背景技术

进入21世纪以来，全球化石能源紧缺与环境污染问题日益严重，各国政府开始大力发展新能源发电，但由于新能源发电自身的波动性，其大量接入会影响电网的稳定运行，这是目前影响新能源发电大规模并网的主要问题。近年来，储能技术快速发展，为提高电网对新能源发电的消纳能力带来了新的解决途径。通过发挥储能装置的功率吞吐功能，可以有效减轻新能源出力波动性对电网的影响，提高新能源发电利用率。柔性直流输电具有控制灵活、易于扩展的优点，将其发展成高压直流电网，并与储能系统进行结合，是目前实现大规模风电消纳的一种可行方式。当前储能装置的成本仍然较高，而关于直流网络的研究较少，因此在直流电网中合理的配置储能装置，对提高风电利用率及直流电网效益、保证电网稳定运行具有重要意义。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种直流电网的储能配置方法，旨在解决现有直流网络因无法合理配置储能装置而导致电网无法稳定运行的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种直流电网的储能配置方法，包括：

(1)确定直流网络系统结构及各组成部分参数；

(2)以单日成本最低为目标函数，根据直流网络系统中的电池储能系统约束、抽水蓄能系统约束和直流网络运行约束建立模型；

(3)对模型中的火电机组煤耗曲线和电池储能电站运行约束进行线性化处理，并对直流网络功率平衡约束进行锥松弛，完成模型中非凸约束的凸化过程；

(4)对凸化处理后的模型求解，获取单日成本最低的储能配置方案。

优选地，所述直流网络系统包括：火电机组、风力发电场、抽水蓄能机组和电池储能电站；

所述火电机组和风力发电场用于为直流网络负载提供有功电源；

所述抽水蓄能机组用于系统的储能；

所述电池储能电站用于系统的储能，其容量为待配置对象。

优选地，所述直流网络系统的参数包括：各条支路的电阻、容量，系统弃风惩罚系数，火电机组的出力及煤耗参数，抽蓄机组的出力参数、电池储能单元的容量及成本。

优选地，所述单日成本包括火电机组运行成本、电池储能日化投资成本及弃风惩罚，单日成本最低的表达式为：

minf＝C_gen+C_inv+C_punish.wind

其中，C_gen为火电机组运行成本，C_inv为储能日化投资成本，C_punish.wind为系统弃风惩罚。

优选地，所述电池储能系统约束包括：电池储能布点约束、电池储能运行约束和电池储能能量状态约束。

优选地，所述抽水蓄能系统约束包括：抽蓄电站出力约束和抽蓄电站能量平衡约束。

优选地，所述直流网络运行约束包括：直流网络功率平衡约束、旋转备用约束、机组出力约束、爬坡及启停机功率约束和启停机时间约束。