[发明专利]一种考虑动态载流特性的风电场储能优化配置方法及系统

说明书

本发明涉及一种考虑动态载流特性的风电场储能优化配置方法及系统，首先根据风电场地区的历史气象数据生成一个以上的风电场地区环境典型场景，并生成风电场内风力发电机组集群在各典型场景下的出力与各场景风电场满载情况下设计线路载流量需求；然后计算生成各典型场景下全线路走廊的动态载流能力；最后将动态载流特性考虑进约束条件，建立风电场储能系统优化配置模型，求解模型得到风电场储能系统的最优配置。本发明将线路动态输送容量纳入考虑，进一步挖掘风电场架空送出线路的输送能力，充分利用电力系统架空输电线路的输电能力，能够提高电网资产利用率和提高电力系统的清洁能源利用率水平。

技术领域

本发明涉及电力系统设计领域，特别是一种考虑动态载流特性的风电场储能优化配置方法及系统。

背景技术

随着风电装机容量的日益增加，风电接入也为电力系统带来了一系列的问题，其中风电消纳问题一直备受关注，而利用储能提高系统对风电的消纳，是实现风电等清洁能源大规模开发和利用的重要途径之一。

近年来，随着储能技术的发展，在风电场储能优化配置问题上已经取得了许多研究成果。例如用储能系统功率与容量配置优化方法用于平抑风电功率预测误差，基于模糊控制理论构建充放电策略抑制过度充放，并将其嵌入至所提出的风电场储能容量优化方法，又或者是依据风电场预测出力考虑配套储能容量最小化原则提出了一种调度策略，提出一种不同可调度性置信度水平下储能系统容量配置方法，又或者是在风电场储能容量优化配置方法中计及电池使用寿命和更换成本，以满足电网对风电场功率变化率的要求。现有技术方案从不同视角提出了风电场配套储能的优化配置方法，但作为影响风电场出力未被得到充分利用的关键因素之一的线路输送容量在目前多数相关研究中并未受到重点关注，这将导致风电场的输出能力没有被充分利用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提出一种考虑动态载流特性的风电场储能优化配置方法及系统，将线路输送容量纳入考虑，进一步挖掘风电场架空送出线路的输送能力，充分利用电力系统架空输电线路的输电能力，能够提高电网资产利用率和提高电力系统的清洁能源利用率水平。

本发明采用以下方案实现：一种考虑动态载流特性的风电场储能优化配置方法，具体包括但不限于以下步骤：

根据风电场地区的历史气象数据生成一个以上的风电场地区环境典型场景，并生成风电场内风力发电机组集群在各典型场景下的出力与各场景风电场满载情况下设计线路载流量需求；

计算生成各典型场景下全线路走廊的动态载流能力；

将动态载流特性考虑进约束条件，建立风电场储能系统优化配置模型，求解模型得到风电场储能系统的最优配置。

进一步地，所述根据风电场地区的历史气象数据生成一个以上的风电场地区环境典型场景具体为：基于风电场和相关输电线路所在气象网格点的包括历史温度、风速、风向、日照强度在内的数据生成同时考虑时间维度和空间维度的历史典型场景。

进一步地，所述生成风电场内风力发电机组集群在各典型场景下的出力与各场景风电场满载情况下设计线路载流量需求具体包括以下步骤：

步骤S11：计算风力发电机组集群在各典型场景下的出力：

式中，v_s,t为场景s下时刻t的风速；v_in为风力发电机的切入风速；v_r风力发电机的额定功率风速；v_out为风力发电机的切出风速；f(v_s,t)为风速在v_in到v_r之间时，风力发电机输出功率与风速关系的函数；P_max为风力发电机最大输出功率；

步骤S12：计算风电场外送功率所对应的载流量需求：