一种基于随机生产模拟的含风光储微网系统削峰填谷方法
【专利摘要】本发明提供一种基于随机生产模拟的含风光储微网系统削峰填谷方法，该方法包括以下步骤：I、读取未来24小时内预测的原始负荷数据、风电出力值和光伏出力值；II、确定等效负荷数据，获得原始等效负荷曲线；III、确定电量不足期望值ENNS和电力不足概率LOLP；IV、根据所需降低的电量不足期望值ENNS或电力不足概率LOLP，确定储能系统的充放电功率和放电电量，制定充放电策略；V、验证所达到的削峰填谷效果。该采用了随机生产模拟中简单明了的等效持续负荷曲线进行储能系统充放电功率和容量的确定，并结合该曲线制定充放电策略，整个过程简单易行，并实现了将提高供电可靠性与微网系统负荷削峰填谷的有效结合。
【专利说明】一种基于随机生产模拟的含风光储微网系统削峰填谷方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种微网系统运行规划及风光储联合发电【技术领域】的方法，具体涉及 一种基于随机生产模拟的含风光储联合发电系统的微网系统削峰填谷方法。
【背景技术】
[0002] 随着微网技术的不断发展，分布式电源越来越多的应用到微网内，分布式电源中 风力发电、光伏发电装机容量的增加使得微网负荷波动的变化及微网内传统机组故障停运 的可能，这些都会对负荷供给产生不确定性,供电的可靠性会受到一定的影响。
[0003] 微网由于其负荷量小，配备的装机容量也较小，为保证供电提高供电的可靠性，应 对负荷波动需要配备一定的备用，备用多来自于与大电网相连接的公共耦合点，即在电力 不足的情况下，从大电网获得电力供应。微网分为并网运行和独立运行两种运行方式，在独 立运行的时候，无法与大电网相连，造成在微网内电力供应不足的情况下，电力供应无法满 足。此时就需要加装一定的备用电源，以备不时之需。
[0004] 传统微网系统的备用容量主要是传统能够快速响应的火电机组，在出力不足的情 况下进行供电。而微网内加装传统调峰机组作为存在一定的不足，传统机组的启停需要的 一定的时间，而且微网负荷较小的情况下，机组也不可能像大电网一样互为备用，造成资源 的浪费。
[0005] 随着储能技术的发展，储能系统也成为了微网中备用电源的选择之一。储能系统 可以利用其快速充放电的特性，有效地抑制波动，并起到削峰填谷的作用，从而提高电力供 应的可靠性。
[0006] 由于火电机组在不同的出力情况下，其运行的经济性不同，等耗量微增率有所差 另IJ，即每单位火电机组出力的燃料消耗量有所差别，储能系统的使用，可以在一定程度上使 原有出力的机组能够较为经济的运行点运行，从而提高电力供应的经济性。
[0007] 储能系统作为快速充放电的装置，十分适合在微网中进行备用，可及时进行削峰 填谷，抑制风速的波动。同时，还可起到保持机组稳定运行，使其运行在经济运行点。
[0008] 储能系统加入到微网中，何时进行充放电也会对微网可靠性产生影响，同时也会 起到削峰填谷的作用，储能系统的使用应尽可能的提高微网供电的可靠性，并降低微网负 荷的峰谷差。
[0009] 随机生产模拟作为电力系统规划与发电调度中一种实用的工具，可运用其获得各 机组的发电量和系统的可靠性指标，可靠性指标包括电量不足期望值EENS和电力不足概 率 L0LP。
[0010] 现有技术中考虑了储能系统加入到微网系统进行相应经济性优化，但并没有考虑 在提高其供电的可靠性的同时，实现削峰填谷。因此需要提供一种含风光储的微网系统随 机生产模拟方法，将随机生产模拟应用的含风光储的微网系统中，一方面可获得如何进行 储能系统的合理配置，以提高经济性与可靠性；另一方面，可以得出应如何合理地调度储能 系统，以进行削峰填谷，最大程度地降低负荷的峰谷差。
【发明内容】
[0011]为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提供了一种基于随机生产模拟的含风光储 微网系统削峰填谷方法。
[0012]为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：
[0013] -种基于随机生产模拟的含风光储微网系统削峰填谷方法，其改进之处在于：所 述方法包括以下步骤：
[0014] I、读取未来24小时内预测的原始负荷数据、风电出力值和光伏出力值；
[0015] II、确定等效负荷数据，获得原始等效负荷曲线；
[0016] ΠΙ、确定电量不足期望值ENNS和电力不足概率L0LP ;
[0017] IV、根据所需降低的电量不足期望值ENNS或电力不足概率L0LP，确定储能系统的 充放电功率和放电电量，并制定充放电策略；
[0018] V、验证所达到的削峰填谷效果。
[0019] 进一步的，所述步骤II包括：
[0020] S201、按下式确定等效负荷数据：
[0021] Peq = P〇rg_Pwind_Ppv
[0022]其中，POTg为所述原始负荷数据，Pwind为所述风电出力值，P pv为所述光伏出力值；
[0023] S202、根据所述等效负荷数据形成所述原始等效负荷曲线f?。
[0024] 进一步的，所述步骤III包括以下步骤：
[0025] S3〇l、通过卷积计算，修正原始持续负荷曲线；
[0026] S302、获得修正后的等效持续负荷曲线f(n> (P)，确定最大等效负荷为p_+Cs，其 中，Cs为系统内的总装机容量，Ρ_为周期T内的最大负荷；
【权利要求】
1. 一种基于随机生产模拟的含风光储微网系统削峰填谷方法，其特征在于：所述方法 包括以下步骤：
1. 读取未来24小时内预测的原始负荷数据、风电出力值和光伏出力值； II、 确定等效负荷数据，获得原始等效负荷曲线； III、 确定电量不足期望值ENNS和电力不足概率LOLP ; IV、 根据所需降低的电量不足期望值ENNS或电力不足概率LOLP，确定储能系统的充放 电功率和放电电量，并制定充放电策略； V、 验证所达到的削峰填谷效果。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤II包括： 5201、 按下式确定等效负荷数据： P = P -P -P 1 eq 1 org 1 wind 1 pv 其中，p?g为所述原始负荷数据，pwind为所述风电出力值，Ppv为所述光伏出力值； 5202、 根据所述等效负荷数据形成所述原始等效负荷曲线f ω。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤III包括以下步骤： 5301、 通过卷积计算，修正原始持续负荷曲线； 5302、 获得修正后的等效持续负荷曲线f(n) (P)，确定最大等效负荷为Pmax+Cs，其中，Cs为 系统内的总装机容量，P max为周期T内的最大负荷； 5303、 按下式分别确定电量不足期望值EENS和电力不足概率L0LP :
其中，Cs表不系统内的总装机容量；Pmax+Cs为最大等效负荷；\为电力不足时长。
4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述步骤S301包括： 确定容量为Q的第i台发电机组的可用率为Pi，确定所述发电机的强迫停运率qi = i_Pi ； 第i台发电机带负荷后，按下式确定第i台发电机组加载到持续负荷曲线后的等效持 续负荷曲线： f⑴（P) = Pif(卜? (P)+qif(H) (P-Ci) 其中，Ci表示第i台发电机组的容量；Pi表示第i台发电机组的可用率；qi表示第i台 发电机组的强迫停运率。
5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤IV包括以下步骤： S401、根据降低所述电力不足概率L0LP确定储能系统放电功率；包括以下步骤： 根据电力不足概率L0LP的降低量，确定所述降低量的对应的功率长度Pdis为所述储能 系统的最大放电功率Pdis; 按下式确定所述储能系统需要释放的放电电量：
式中，Pdis表示储能系统最大放电功率，cs表示系统内的总装机容量，f(n) (P)表示等效 持续负荷曲线；Edis表示储能系统的放电电量，T表示模拟周期； 5402、 根据降低电量不足期望值EENS确定储能系统放电功率；包括以下步骤： 对等效持续负荷曲线f(n) (P)进行积分运算，获得下式表征电能的函数：
其中，En(P)表示负荷0到负荷P之间等效持续负荷曲线下所对应的电量；f(n)(P)表示 等效持续负荷曲线；T表示模拟周期； 根据下式确定所述储能系统的最大放电功率Pdis : En(Pdis)_En(Cs) = AEENS 其中，Cs表示系统内的总装机容量；Λ EENS表示电量不足期望值EENS的降低量； 按下式确定放电电量
式中，Pdis为储能系统的最大放电功率f(n)(p)表示等效持续负荷曲线；T表示模拟周 期； 5403、 根据步骤S401或步骤S402的确定储能系统的放电功率和放电电量后，根据裕度 系数确定所述储能系统的额定放电功率和额定容量； 5404、 确定储能系统的放电功率和放电电量，制定储能系统的充放电策略。
6. 如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述步骤S403包括以下步骤： 54031、 根据放电功率Pdis，结合裕度系数如下式确定所述储能系统的额定放电功率： Pdis,r 一 Pdis/ (1_ α dis) 其中，adis为放电裕度系数； 54032、 结合电能损耗如下式确定充电电量： Ech = Edis/(1-Y) 其中，Y为电能损耗率； 54033、 结合所述储能系统的容量裕度，如下式确定储能系统的额定容量： Edis,r = Ech/(1-^ ) 其中，β为裕度系数。
7. 如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述步骤S404中充放电策略包括充放电功 率序列和充放电时间序列；所述步骤S404包括以下步骤： 54041、 根据负荷预测的时间间隔，对电力不足时长分段； 54042、 获得各时段的放电功率； 54043、 获得放电序列，所述放电序列包括：各时段的放电功率的放电功率序列 声-=[砥，^，··<，···Κ，]和放电时长序列 ^&=[4,4,·_·4，__·4，]，i = 1，2,…，m; 按照负荷从高到低将整个放电序列进行放电，实现削峰； 54〇44、结合电能损耗率确定充电功率？。11 = ?(^(11)，￥为电能损耗率； 确定充电时所形成的充电功率序列 确定充电时长序列：u " 将未进行削峰的负荷部分从低到高排列，按照充电功率分布序列瓦6的从大到小进行 充电，实现填谷； S4045、制定所述充放电策略后，如下式结合裕度确定储能系统的额定充电功率： Pch,r = Pch/ (1_ Q ch) 式中，为充电的裕度系数。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤V中，根据步骤S404采用储能系 统充放电操作进行削峰填谷后，得到的新的时序负荷曲线计算峰谷差，并与没有进行削峰 填谷的时序负荷曲线的峰谷差进行比较，确定降低电力不足概率或电量不足期望值对减小 峰谷差的影响。
【文档编号】H02J3/28GK104300564SQ201410437519
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年8月29日 优先权日:2014年8月29日
【发明者】李相俊, 宁阳天, 惠东, 陈彬, 范元亮, 麻秀范, 刘汉民 申请人:国家电网公司, 中国电力科学研究院, 国网福建省电力有限公司, 国网福建省电力有限公司电力科学研究院, 国网新源张家口风光储示范电站有限公司