[发明专利]考虑储能运行策略及动态特性的平抑系统功率波动的储能优化配置方法

说明书

考虑动态特性的平抑系统功率波动的储能配置与运行策略，根据电池储能系统充放电功率建模结果，提出一种平抑系统功率波动并考虑全钒液流电池充放电动态特性的主动配电网储能运行策略，构建以储能系统生命周期内电池储能系统的固定成本、运行成本、直接经济效益、环境效益等为优化目标的储能配置模型，以储能安装容量、功率和安装位置为决策变量，利用动态规划算法对模型进行求解。本发明以典型日风光出力曲线为基础，求得最优的储能配置结果，同时得到安装储能装置前后系统联络线功率和储能系统的动态特性曲线。

技术领域

本发明属于电力工程领域，特别是考虑动态特性的平抑系统功率波动的储能配置与运行策略。

背景技术

可再生能源电力具有无污染、一次能源可永续使用等优点，为低碳电力可持续发展提供了有效的发展方向。但是可再生能源具有随机性、间歇性和不可预测性，其大规模使用必然给电力系统的运行、调试及控制带来诸多挑战。因此，从电网的安全经济运行角度出发，如何提高可再生能源电力的可控程度是新能源并网亟待解决的问题。

电池储能系统拥有将电能时空平移的能力，具有响应速度快、具备形成大规模的可能性等优点，而被认为是改善间歇式电源可控性、提高其并网能力的有效手段。储能设备通过参与合适的辅助服务类型可以降低系统运行成本并且有助于提高电力系统中可再生能源的渗透率。要实现输出功率的有效平抑，需配置具备循环寿命长，功率密度高，能量密度高等特点的电池储能系统。而通常发电系统以单一蓄电池等能量型储能作为主要的储能设备，其使用寿命短成为制约储能技术应用的一大短板。有效提升电池储能的使用寿命不仅能够增强系统的稳定性及灵活性，同时还能增加储能系统自身的经济效益。

根据电池储能系统充放电功率建模结果，提出一种平抑系统功率波动并考虑全钒液流电池充放电动态特性的主动配电网储能运行策略，构建以储能系统生命周期内电池储能系统的固定成本、运行成本、直接经济效益、环境效益等为优化目标的储能配置模型，以储能安装容量、功率和安装位置为决策变量，利用动态规划算法对模型进行求解。使得储能设备在作为辅助服务设备通过低价购电高价售电获得盈利时，可以使购售电价格差更低，定价更加灵活。

发明内容

新能源出力不确定性带来的误差，需要由系统预留备用来平衡。本发明的目的是提供考虑动态特性的平抑系统功率波动的储能配置与运行策略，构建以储能系统生命周期内电池储能系统的固定成本、运行成本、直接经济效益、环境效益等为优化目标的储能配置模型，以储能安装容量、功率和安装位置为决策变量，利用动态规划算法对模型进行求解。实现储能系统接入后有效的平抑系统功率波动。

本发明的技术解决方案如下：

考虑储能运行策略及动态特性的平抑系统功率波动的储能优化配置方法，其特点在于，包括以下步骤：

1)建立全钒液流电池(vanadium redox batteries,VRB)充放电动态模型，公式如下：

式中，η_c、η_d分别为VRB充电和放电的效率值，a_c、b_c、c_c和d_c为VRB充电效率的系数，a_d、b_d和c_d为VRB放电效率的系数，P_VRB(p.u.)为P_VRB的标幺值，荷电状态SOC(state ofcharge)是电池运行最重要的参数，代表了电池内部存储的电量大小；

VRB的最大吸收功率P_ab，公式如下：

式中，和以及和为拟合系数，由最小二乘法的非线性拟得到相应的系数值；

2)计及VRB动态特性的储能优化配置