有效
一种储能电站输出功率优化方法及装置
葛延峰、葛维春、蔡帜、张艳军、黄佳伟、戴赛、史松杰、吴琨、潘鹏飞、许丹、丁强、张昱、崔晖、邹楠
国家电网有限公司
葛
葛延峰 专利 135
国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院交流配电供电配电储能发电变电配电
葛
葛维春 专利 327
国网辽宁省电力有限公司交流配电供电配电储能发电变电配电
蔡
蔡帜 专利 187
中国电力科学研究院有限公司商业信息通信行业流程行政管理
张
张艳军 专利 112
东北电力大学供电配电储能发电变电配电电学
黄
黄佳伟 专利 37
国网辽宁省电力有限公司大连供电公司电学发电变电配电供电配电储能
戴
戴赛 专利 174
中国电力科学研究院有限公司信息通信行业流程商业商务信息处理
史
史松杰 专利 51
辽宁东科电力有限公司供电配电储能发电变电配电电学
吴
吴琨
机构 暂无技术领域 暂无
潘
潘鹏飞 专利 64
国网辽宁省电力有限公司大连供电公司物理仪器发电变电配电电学
许
许丹 专利 326
华中科技大学信息通信行业流程行政管理商业

丁强 专利 325
清华大学商业信息通信行业流程行政管理
张
张昱 专利 6
国网辽宁省电力有限公司大连供电公司供电配电储能交流配电发电变电配电
崔
崔晖 专利 203
中国电力科学研究院有限公司商业信息通信行业流程商务信息处理
邹
邹楠 专利 28
大连理工大学供电配电储能发电变电配电信息通信行业流程
摘要
本发明涉及一种储能电站输出功率优化方法及装置,所述方法包括:以储能电站的运行收益最大为目标获取储能电站的最优输出功率;根据电网运行状态,利用所述储能电站的最优输出功率调整所述储能电站的实际输出功率。本发明所提供的技术方案,能够进一步发挥储能电站的价值,节省电网的调频和备用成本,提高储能系统参与日前电网调度运行的智能水平。
1.一种储能电站输出功率优化方法,其特征在于,所述方法包括:以储能电站的运行收益最大为目标获取储能电站的最优输出功率;根据电网运行状态,利用所述储能电站的最优输出功率调整所述储能电站的实际输出功率;其中,所述输出功率包括:储能电站参与调频的容量、储能电站的供电容量和储能电站参与风电消纳的功率;所述以储能电站的运行收益最大为目标获取储能电站的最优输出功率,包括:按下式确定所述以储能电站的运行收益最大为目标的目标函数maxF:上式中,t∈[1,T],T为一天的时刻点总数;F为储能电站的运行总收益,F f,t 为第t个时刻点储能电站参与调频的收益,F r,t 为第t个时刻点储能电站的供电收益,F c,t 为第t个时刻点储能电站的运行成本;按下式确定所述目标函数maxF的约束条件:上式中,P sf,t 为第t个时刻点储能电站参与调频的容量,P sr,t 为第t个时刻点储能电站的供电容量,P sw,t 为第t个时刻点储能电站参与风电消纳的功率,P s,max 为储能电站的功率上限,Q s,t 为第t个时刻点储能电站的电量,Q s,t-1 为第t-1个时刻点储能电站的电量,Q s,T 为第T个时刻点储能电站的电量,Q s,max 为储能电站的电量上限,l f 为储能电站参与调频的时间间隔,l r 为储能电站提供备用发电的时间间隔,l w 为储能电站参与风电消纳的时间长度,l为1个计划编制的时间间隔,λ r 为调用储能电站供电的概率,λ f 为储能电站参与调频的平均电量占储能电站的调频容量的百分比,η为储能电站的充电效率,α为第T个时刻点储能电站的储存能量与最大容量的最小比例系数;根据以储能电站的运行收益最大为目标的目标函数,获取储能电站的最优输出功率;所述根据以储能电站的运行收益最大为目标的目标函数,获取储能电站的最优输出功率,包括:利用混合整数规划或人工智能算法求解以储能电站的运行收益最大为目标的目标函数,获取储能电站的最优输出功率;按下式确定第t个时刻点储能电站参与调频的收益F f,t :F f,t =P sf,t ·Y fc +λ f P sf,t ·Y fp上式中,P sf,t 为第t个时刻点储能电站参与调频的容量,Y fc 为调频的容量电价,Y fp 为调频的电量电价,λ f 为储能电站参与调频的平均电量占储能电站的调频容量的百分比;按下式确定第t个时刻点储能电站的供电收益F r,t :F r,t =P sr,t ·Y rc上式中,P sr,t 为第t个时刻点储能电站的供电容量,Y rc 为备用的容量电价;按下式确定第t个时刻点储能电站的运行成本F c,t :F c,t =c s ·(P sw,t +λ s P sf,t +λ r P sr,t )上式中,c s 为储能电站单位功率的运行成本,P sw,t 为第t个时刻点储能电站参与风电消纳的功率,λ r 为调用储能电站供电的概率,λ s 为调用储能电站调频的概率。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,按下式确定第t个时刻点储能电站参与风电消纳的功率P sw,t :P sw,t =min(P s,max ,P ab,t )上式中,P s,max 为储能电站的功率上限,P ab,t 为电网的弃风功率。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,按下式确定电网的弃风功率P ab,t :P ab,t =P G,min -P L,max -P equ,t上式中,P G,min 为电网的日最小开机出力,P L,max 为区域联络线输电断面的外送功率上限,P equ,t 为第t个时刻点电网的等效负荷;其中,按下式确定第t个时刻点电网的等效负荷P equ,t :P equ,t =P d,t -P w,t上式中,P d,t 为第t个时刻点电网的负荷预测功率,P w,t 为第t个时刻点电网的风电预测总功率。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据电网运行状态,利用所述储能电站的最优输出功率调整所述储能电站的实际输出功率,包括:若第t个时刻点电网的等效负荷满足P equ,t <P G,min -P L,max ,则第t个时刻点电网发生弃风,利用所述储能电站第t个时刻点的最优输出功率调整所述储能电站第t个时刻点的实际输出功率;若第t个时刻点电网的等效负荷满足P equ,t ≥P G,min -P L,max ,则不调整所述储能电站第t个时刻点的实际输出功率;其中,P equ,t 为第t个时刻点电网的等效负荷,P G,min 为电网的日最小开机出力,P L,max 为区域联络线输电断面的外送功率上限。
5.一种储能电站输出功率优化装置,其特征在于,所述装置包括:获取单元,用于以储能电站的运行收益最大为目标获取储能电站的最优输出功率;调整单元,用于根据电网运行状态,利用所述储能电站的最优输出功率调整所述储能电站的实际输出功率;其中,所述输出功率包括:储能电站参与调频的容量、储能电站的供电容量和储能电站参与风电消纳的功率;所述获取单元,包括:确定子模块,用于按下式确定所述以储能电站的运行收益最大为目标的目标函数maxF:上式中,t∈[1,T],T为一天的时刻点总数;F为储能电站的运行总收益,F f,t 为第t个时刻点储能电站参与调频的收益,F r,t 为第t个时刻点储能电站的供电收益,F c,t 为第t个时刻点储能电站的运行成本;按下式确定所述目标函数maxF的约束条件:上式中,P sf,t 为第t个时刻点储能电站参与调频的容量,P sr,t 为第t个时刻点储能电站的供电容量,P sw,t 为第t个时刻点储能电站参与风电消纳的功率,P s,max 为储能电站的功率上限,Q s,t 为第t个时刻点储能电站的电量,Q s,t-1 为第t-1个时刻点储能电站的电量,Q s,T 为第T个时刻点储能电站的电量,Q s,max 为储能电站的电量上限,l f 为储能电站参与调频的时间间隔,l r 为储能电站提供备用发电的时间间隔,l w 为储能电站参与风电消纳的时间长度,l为1个计划编制的时间间隔,λ r 为调用储能电站供电的概率,λ f 为储能电站参与调频的平均电量占储能电站的调频容量的百分比,η为储能电站的充电效率,α为第T个时刻点储能电站的储存能量与最大容量的最小比例系数;获取子模块,用于根据以储能电站的运行收益最大为目标的目标函数,获取储能电站的最优输出功率;所述获取子模块,用于:利用混合整数规划或人工智能算法求解以储能电站的运行收益最大为目标的目标函数,获取储能电站的最优输出功率;所述确定子模块,还用于:按下式确定第t个时刻点储能电站参与调频的收益F f,t :F f,t =P sf,t ·Y fc +λ f P sf,t ·Y fp上式中,P sf,t 为第t个时刻点储能电站参与调频的容量,Y fc 为调频的容量电价,Y fp 为调频的电量电价,λ f 为储能电站参与调频的平均电量占储能电站的调频容量的百分比;按下式确定第t个时刻点储能电站的供电收益F r,t :F r,t =P sr,t ·Y rc上式中,P sr,t 为第t个时刻点储能电站的供电容量,Y rc 为备用的容量电价;按下式确定第t个时刻点储能电站的运行成本F c,t :F c,t =c s ·(P sw,t +λ s P sf,t +λ r P sr,t )上式中,c s 为储能电站单位功率的运行成本,P sw,t 为第t个时刻点储能电站参与风电消纳的功率,λ r 为调用储能电站供电的概率,λ s 为调用储能电站调频的概率。
6.如权利要求5所述的装置,其特征在于,所述确定子模块,还用于:按下式确定第t个时刻点储能电站参与风电消纳的功率P sw,t :P sw,t =min(P s,max ,P ab,t )上式中,P s,max 为储能电站的功率上限,P ab,t 为电网的弃风功率。
7.如权利要求6所述的装置,其特征在于,所述确定子模块,还用于:按下式确定电网的弃风功率P ab,t :P ab,t =P G,min -P L,max -P equ,t上式中,P G,min 为电网的日最小开机出力,P L,max 为区域联络线输电断面的外送功率上限,P equ,t 为第t个时刻点电网的等效负荷;按下式确定第t个时刻点电网的等效负荷P equ,t :P equ,t =P d,t -P w,t上式中,P d,t 为第t个时刻点电网的负荷预测功率,P w,t 为第t个时刻点电网的风电预测总功率。
8.如权利要求5所述的装置,其特征在于,所述调整单元,包括:第一判断子模块,用于若第t个时刻点电网的等效负荷满足P equ,t <P G,min -P L,max ,则第t个时刻点电网发生弃风,利用所述储能电站第t个时刻点的最优输出功率调整所述储能电站第t个时刻点的实际输出功率;第二判断子模块,用于若第t个时刻点电网的等效负荷满足P equ,t ≥P G,min -P L,max ,则不调整所述储能电站第t个时刻点的实际输出功率;其中,P equ,t 为第t个时刻点电网的等效负荷,P G,min 为电网的日最小开机出力,P L,max 为区域联络线输电断面的外送功率上限。



