一种基于高比例新能源消纳的提升电力系统稳定性的储能容量配置方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115764945A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211500109.2H02J3/32(2006.01)(22)申请日2022.11.28H02J3/46(2006.01)H02J3/38(2006.01)(71)申请人国网河南省电力公司经济技术研究院地址450052河南省郑州市二七区嵩山南路87号院办公区C楼1-10层申请人南京工程学院(72)发明人于琳琳司瑞华孟高军钱聪聪程昱明王传捷张丽华王洋刘万勋邵红博(74)专利代理机构南京钟山专利代理有限公司32252专利代理师徐燕(51)Int.Cl.H02J3/28(2006.01)权利要求书6页说明书14页附图4页(54)发明名称一种基于高比例新能源消纳的提升电力系统稳定性的储能容量配置方法(57)摘要本发明涉及一种基于高比例新能源消纳的提升电力系统稳定性的储能容量配置方法，包括：以系统运行成本最低和系统稳定性最大为双目标，建立系统运行优化子模型；以系统总成本最小为目标，以新能源弃用率不超过最大允许新能源弃用率和拟配置额定储能容量不超过储能容量限值作为约束条件，建立容量优化配置父模型；利用甲虫觅食多目标优化算法求解系统运行优化子模型，系统运行成本和新能源弃用率传递到父模型，父模型将拟配置额定储能容量传递到子模型；父模型和子模型交替迭代计算，求解系统中新型储能的最优容量配置方案及各机组最优运行数据。该方法为提升新能源有效出力、保障电力供应和提升电力系统安全稳定水平提供了新的技术手段。CN115764945ACN115764945A权利要求书1/6页1.一种基于高比例新能源消纳的提升电力系统稳定性的储能容量配置方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1：基于电力系统新能源场站和新型储能综合出力特性与负荷特性相似度，计算系统稳定性指标S；步骤2：以系统运行成本Z最低和系统稳定性指标S最大为双目标，建立系统运行优化子模型；步骤3：以系统总成本最小为目标，以新能源弃用率PNloss不超过最大允许新能源弃用max率P^Nloss和拟配置额定储能容量CR不超过储能容量限值CR作为约束条件，建立容量优化配置父模型；步骤4：利用甲虫觅食多目标优化算法求解系统运行优化子模型，得到当前容量配置下各机组最优出力、系统运行成本Z和新能源弃用率PNloss；步骤5：将求解系统运行优化子模型得到的系统运行成本Z和新能源弃用率PNloss传递到容量优化配置父模型，容量优化配置父模型将拟配置额定储能容量CR传递到系统运行优化子模型；容量优化配置父模型和系统运行优化子模型交替迭代计算，求解系统中新型储能的最优容量配置方案及各机组最优运行数据。2.根据权利要求1所述的基于高比例新能源消纳的提升电力系统稳定性的储能容量配置方法，其特征在于，步骤1具体为：电力系统稳定性指标S由下式计算：式中，X为时间区间数；M为典型日新能源场站和新型储能综合出力特性与负荷特性的相似时间区间总数；典型日新能源场站和新型储能综合出力特性与负荷特性的相似时间区间总数M由下式计算：式中，mx为典型日新能源场站和新型储能在第x时间区间的综合出力特性与负荷特性的相似特性值，Hx为典型日新能源场站和新型储能在第x时间区间的综合出力特性与负荷特性的相似判断系数；典型日新能源场站和新型储能在第x时间区间的综合出力特性与负荷特性的相似判断系数Hx由下式计算：**式中，PNRx为典型日内时间标幺值tx时刻新能源场站和新型储能综合出力标幺值，***PNRx‑1为典型日内时间标幺值tx‑1时刻新能源场站和新型储能综合出力标幺值，PLx为典型2CN115764945A权利要求书2/6页**日内时间标幺值tx时刻新能源场站和新型储能负荷标幺值，PLx‑1为典型日内时间标幺值*tx‑1时刻新能源场站和新型储能负荷标幺值，Ix为第x时间区间的属性标记；按照下式将新能源场站出力时间t进行标幺化：*式中，tx为新能源场站出力的第x个时间点处的标幺值，tx‑1为第x‑1个新能源场站出力时间，X为时间区间数，Δt为时间区间间隔量，时间区间间隔量Δt由下式计算：式中，tm为精细化系数；max以常规火电机组最大出力PH对k区域新能源场站典型日出力数值进行标幺化：*(k)**(k)*式中，PNx为k区域新能源场站在时间tx时的出力标幺值，PN(tx)为k区域新能源*场站在标幺时间tx时的实际出力数值；**综合K个区域新能源场站出力特性的总体新能源在时间tx时的典型日出力标幺值PNx：式中，λk为第k区域新能源场站装机规模占总新能源场站装机规模的占比系数，μk为k区域新能源场站并网的网损率；占比系数λk的计算方法见下式：(k)max式中，PN为k区域新能源场站装机规模；max以常规火电机