1.一种新能源电站共享储能的容量优化配置方法,其特征在于:应用该方法的新能源电站群分散式共享储能架构包括新能源电站群(10)和电网(30),所述新能源电站群(10)包括多种新能源发电方式的若干新能源电站和汇集站(20),各个新能源电站各自设有相应的储能设备,汇集站(20)与各个新能源电站进行能量和信息传输,汇集站(20)连接到电网(30);所述容量优化配置方法包括下列步骤:S1、设计基于新能源电站群分散式共享储能架构的储能共享机制;S2、建立考虑上网电量收益、共享储能收益等因素的新能源电站群分散式共享储能合作博弈模型;S3、以在同一汇集站(20)环境下的多种新能源发电方式结合的新能源电站群共享为场景,以新能源电站各自建设的储能容量为决策变量,利用粒子群算法求解新能源电站群分散式共享储能优化配置结果;所述步骤S2中,所述共享储能合作博弈模型包括:所述共享储能合作博弈模型中参与者集合为:新能源电站群(10)的风电场(11)和光伏电站(12),因此参与者集合为:N={W i ,P j },其中W i 表示单个风电场(11),P j 表示单个光伏电站(12);所述共享储能合作博弈模型中参与者的策略集合为:各电站建设储能的功率和容量,包括风电场功率P wi 、光伏电站功率P vj 、风电场容量S wi 和光伏电站容量S vj ;因此各参与者的决策变量集合为:式中: 分别为风电场(11)与光伏电站(12)的建设储能功率的上限; 分别为风电场(11)与光伏电站(12)的建设储能容量的上限;所述共享储能合作博弈模型中参与者的支付为:各个新能源电站的全寿命周期收入与全寿命周期成本之差,其中,全寿命周期收入包括上网电量收益和共享储能收益,全寿命周期成本包括储能投资建设成本、运行维护成本、误差惩罚成本与弃电惩罚的成本;所述共享储能合作博弈模型中参与者的支付用新能源电站群(10)的年总收益表示,其计算方法包括下列步骤:1)获取每时刻汇集站(20)下新能源电站群(10)存在的发电过剩功率或缺额功率,根据现行的供需匹配机制结合新能源电站群分散式共享储能的工作模式得出新能源电站参与者在t时段实际满足的共享需求功率r t 和实际执行的共享供给功率o t ;2)获取每时刻汇集站(20)下新能源电站群(10)的上网电价、上网功率,获取每时刻汇集站(20)下新能源电站群(10)之间的共享供给功率、共享需求功率,弃电量惩罚单位价格、误差惩罚单位价格,构建函数计算新能源电站群(10)的年上网电量收益和年共享储能收益;3)获取汇集站(20)下各新能源电站的自身储能系统的装机功率、装机容量、单位功率建设成本、单位容量建设成本、单位功率运行维护成本,并构建函数计算新能源电站群储能的年投资建设成本与年运行维护成本;获取每时刻新能源电站群(10)的误差功率、弃电功率,并构建函数计算新能源电站群(10)的年误差惩罚成本与年弃电惩罚成本;4)通过年上网电量收益、年共享储能收益、年投资建设成本、年运行维护成本、年误差惩罚成本与年弃电惩罚成本计算新能源电站群(10)的年总收益;所述步骤1)中,考虑汇集站(20)下各新能源电站的负荷需求电量、电站自身储能在该时刻的最大放电功率的情况,汇集站(20)在t时刻的最大可消纳功率P max,t 通过公式(2)计算:式中:P dw,i,t 为风电场i在t时刻的需求功率;P dv,j,t 为光伏电站j在t时刻的需求功率;P aw,i,t 为风电场i自储装置在t时刻的最大吸收功率;P av,j,t 为光伏电站j自储装置在t时刻的最大吸收功率;当汇集站(20)下供需关系为供大于求时,即此时汇集站(20)下新能源电站群(10)实际出力大于汇集站(20)的最大消纳功率时,汇集站(20)下存在t时刻的发电过剩功率P ep,t 通过公式(3)计算;式中:P w,i,t 为风电场i在t时刻的实际出力功率、P v,j,t 为光伏电站j在t时刻的实际出力功率;当汇集站(20)下供需关系为供不应求时,汇集站(20)的总出力未能满足负荷需求,汇集站(20)存在不平衡功率,汇集站(20)在t时刻的负荷与最大可用功率之差为t时刻的缺额功率P gp,t ,通过公式(4)计算:式中:P rw,i,t 为风电场i自储装置在t时刻的最大释放功率;P rv,j,t 为光伏电站j自储装置在t时刻的最大释放功率。
2.根据权利要求1所述的一种新能源电站共享储能的容量优化配置方法,其特征在于:所述步骤S1中,所述储能共享机制具体如下:1)当汇集站(20)下新能源电站群(10)的某一新能源电站存在功率缺额时,其能量共享机制按照自身储能及汇集站(20)下其余电站的能量共享的优先级顺序进行缺额功率的弥补;2)若汇集站(20)下新能源电站群(10)通过能量共享机制可以弥补缺额功率,且在弥补完缺额功率后存在剩余,按照各新能源电站的能量共享比例,将剩余电量按比例输送至各新能源电站的储能装置中;3)若汇集站(20)下新能源电站群(10)通过能量共享机制无法弥补缺额功率,对存在缺额功率的新能源电站依据其缺额功率进行缺额惩罚。
3.根据权利要求2所述的一种新能源电站共享储能的容量优化配置方法,其特征在于:所述步骤2)中,构建新能源电站群(10)的年上网电量收益函数的步骤中,应用如下公式:式中:R e,t 为上网电价;P e,t 为上网功率,I e 为新能源电站群(10)的年上网电量收益,T为一年中t时刻的集合;各新能源电站通过汇集站(20)统一调控进行能量共享后,当负荷需求功率小于实际发电功率时,此时新能源电站群(10)的上网功率为负荷需求功率;当负荷需求功率大于实际发电功率,此时新能源电站群(10)的上网功率由实际发电功率与汇集站(20)下实际满足的共享需求功率组成;因此,新能源电站群(10)的上网功率表示为:构建新能源电站群(10)的年共享储能收益函数的步骤中,应用如下公式:式中:R ae 为弃电惩罚单位价格;R pu 为误差惩罚单位价格,I ess 为年共享储能收益,r t 和o t 分别为新能源电站参与者在t时段实际满足的共享需求功率和实际执行的共享供给功率;新能源电站群分散式储能共享机制给汇集站(20)创造了共享储能收益,收益来源及主要包含三个方面:一是减少的弃电量惩罚收益、二是减少的误差惩罚收益、三是增加的上网电量收益。
4.根据权利要求3所述的一种新能源电站共享储能的容量优化配置方法,其特征在于:所述步骤3)中,构建新能源电站群储能的年投资建设成本函数与年运行维护成本函数的步骤中,应用如下公式:式中:C ins 为储能的年投资建设成本;R p 为储能装置建设的单位功率成本;R s 为储能装置建设的单位容量成本;A为折现系数;r为折现率;L s 为储能装置的寿命周期;C ope 为储能的年运行维护成本;R o 为储能装置运行维护的单位功率成本;构建新能源电站群(10)的年误差惩罚成本函数与年弃电惩罚成本函数的步骤中,应用如下公式:其中,C pu 为年误差惩罚成本,C ae 为年弃电惩罚成本。
5.根据权利要求4所述的一种新能源电站共享储能的容量优化配置方法,其特征在于:所述步骤4)中,构建新能源电站群(10)的年总收益目标函数的步骤中,应用如下公式:W=I e +I ess -C ins -C ope -C pu -C ae (10)式中:I e 为新能源电站群(10)的上网电量收益;I ess 为共享储能收益;C ins 为投资建设成本;C ope 为运行维护成本;C pu 为误差惩罚成本;C ae 为弃电惩罚成本,W为新能源电站群(10)的年总收益;新能源电站群分散式共享储能以汇集站(20)下所有新能源电站的总收益最大为目标函数,确定汇集站(20)下各新能源电站参与者的储能建设功率和容量。
6.根据权利要求5所述的一种新能源电站共享储能的容量优化配置方法,其特征在于:所述步骤S3中,通过粒子群优化算法寻找最优的各新能源电站储能建设策略,具体求解流程如下:1)首先根据各个新能源电站群(10)的实际发电功率和负荷需求功率等参数,初始化粒子群;2)随机生成若干个组新能源电站的建设功率与容量的求解策略集;3)进行迭代择优,确定最优点,得到当下的个体最优策略和整体最优策略;4)判断是否用目前最优策略的粒子取代旧的最优策略的粒子;5)判断是否符合新能源电站群(10)收益最大化的终止条件,符合则停止,获得最优解;否则返回循环步骤3);6)完成上述迭代求解后,通过最优方案确定新能源电站群(10)的最大收益,最后进行收益分配,各新能源电站通过对比自身收益的高低确定在如何汇集站(20)下参与共享,到此即能确定各新能源电站的储能设备的容量,实现基于上述储能共享机制的储能设备容量的优化配置。
7.根据权利要求6所述的一种新能源电站共享储能的容量优化配置方法,其特征在于:还包括步骤S4、分析合作形式与弃电量惩罚对新能源电站群分散式共享储能容量配置的影响。