面向风光火储联合外送系统的储能加调相机容量配置方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113852138A(43)申请公布日2021.12.28(21)申请号202111138995.4(51)Int.Cl.(22)申请日2021.09.27H02J3/46(2006.01)H02J3/32(2006.01)(71)申请人国网新疆电力有限公司电力科学研究院地址830011新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市新市区（高新区）长春中路恒达街200号申请人东南大学国家电网有限公司(72)发明人朱子民董雪涛刘震段青熙李德存南东亮孙冰梅惠王小云段玉唐君毅祁晓笑张媛(74)专利代理机构乌鲁木齐合纵专利商标事务所65105代理人周星莹汤洁权利要求书5页说明书12页附图4页(54)发明名称面向风光火储联合外送系统的储能加调相机容量配置方法(57)摘要本发明涉及容量配置技术领域，是一种面向风光火储联合外送系统的储能加调相机容量配置方法，包括从风速、光照和负荷全年时序数据中提取各季节典型日风速、光照和负荷时序，构建各季节典型日场景；基于所述场景，建立风光火储联合外送系统模型；基于所述系统模型，确定计及系统等值年收益；S4：基于所述系统等值年收益及约束条件，确定面向风光火储联合外送系统的“储能+调相机”的最优容量配置。本发明以风光火储联合外送系统为研究对象，以系统等值年收益最高为目标对面向风光火储联合外送系统的“储能+调相机”进行容量优化配置，这样可以在实现系统良好的经济性和环保性的同时，促进新能源消纳，并使系统保持理想的电压水平。CN113852138ACN113852138A权利要求书1/5页1.一种面向风光火储联合外送系统的储能加调相机容量配置方法，其特征在于包括以下步骤：S1：从风速、光照和负荷全年时序数据中提取各季节典型日风速、光照和负荷时序，构建各季节典型日场景；S2：基于所述典型日场景，建立风光火储联合外送系统模型；S3：基于所述风光火储联合外送系统模型，确定计及系统等值年售电收入、机组投资运维成本、等值年考核费用和碳排放成本的系统等值年收益；S4：基于所述系统等值年收益及约束条件，确定面向风光火储联合外送系统的“储能+调相机”的最优容量配置。2.根据权利要求1所述的面向风光火储联合外送系统的储能加调相机容量配置方法，其特征在于步骤S1具体为：1)设某地区风速、光照和负荷全年时序数据值为xi(tn)，其中，i表示因素类型，tn表示时间，i＝1,2,3，tn＝t1,t2,…,tp，则风速、光照和负荷全年时序数据矩阵为：2)将风速、光照和负荷全年时序数据划分为春、夏、秋、冬四个季节进行处理，分别选择与各季节风速、光照和负荷平均日变化时序最接近的一日时序，形成各季节典型日风速、光照和负荷时序，包括以下步骤：①计算春、夏、秋、冬四个季节风速、光照和负荷平均日变化时序，表示为：式中，Li,s(t)表示第i种因素在第s个季节的平均日变化时序；Ns表示第s个季节的总日数；②以逐时偏差和最小为目标，选择与各季节风速、光照和负荷平均日变化时序Li,s(t)最接近的一天的时序X’i,s,n(t)，形成各季节典型日风速、光照和负荷时序，其中，逐时偏差和的计算方法为：式中，Xi,s,n(t)表示第i种因素在第s个季节第n天的时间序列。3.根据权利要求1或2所述的面向风光火储联合外送系统的储能加调相机容量配置方法，其特征在于步骤S2中的风光火储联合外送系统模型，包括：1)区域内多个风电场、光伏电站，能提供充足的可再生能源电力；2)火电厂作为调峰电源，能承担系统调峰需求；3)储能电站作为可调节电源，能实现互补可再生能源出力波动，承担电力保障；4)特高压直流输电线路，能承担着长距离、大容量、高比例可再生能源电力外送，送端主网能将风光火储电力通过特高压直流输电线路打捆外送给受端电网；2CN113852138A权利要求书2/5页5)调相机作为弥补送端电网输电线路及换流站无功损失的无功补偿装置，用以保证无功功率的平衡。4.根据权利要求1或2或3所述的面向风光火储联合外送系统的储能加调相机容量配置方法，其特征在于步骤S3具体为：maxE＝Esa‑Cun‑Cpu‑CC(4)式中，E为系统等值年总收益；Esa、Cun、Cpu和CC分别为系统等值年售电收入、机组投资运维成本、考核费用、系统碳排放成本；其中，1)系统等值年售电收入包括风电场、光伏电站、火电厂、储能电站的等值年售电收入，表示为：式中，NW、NPV、NTP和T分别为风电场个数、光伏电站个数、火电厂个数和每个场景序列时段数；πsa为当地燃煤标杆电价；和分别为第i个风电场、第i个光伏电站、第i个火电厂和储能电站在t时刻的发电功率；2)系统等值年机组投资运维成本包括系统中机组的投资成本、运维成本和燃料成本，表示为：Cun＝Cinv+Cma+