基于模拟生产的新能源配套储能电站经济价值计算方法与流程

本发明涉及电气工程，尤其涉及一种基于模拟生产的新能源配套储能电站经济价值计算方法。

背景技术：

1、电力系统中可再生能源的占比越来越高，但由于其出力不平滑、具有间歇性等特点，为保证电力系统的稳定性与安全性，也为了减少新能源电站的偏差考核成本，需要建设新能源配套储能电站与新能源场站相配合。

2、随着新型电力系统的建设，新能源场站的不断增加，以风、光为代表的可再生能源在新型电力系统发电机组中所占的比例越来越高，如何计算新能源场站配套的储能电站所具备的经济价值就成为了亟待解决的问题，然而在现阶段，我国还没有一个公认的新能源配套储能电站经济价值计算方法，这将会降低新能源配套储能电站投资建设的积极性。因此，针对新能源配套储能电站经济价值的相应研究工作具有重要的理论与工程价值。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于模拟生产的新能源配套储能电站经济价值计算方法。本发明基于模拟生产仿真，结合机组等效的方法，能够达到定量计算新能源配套储能电站经济价值的目的。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于模拟生产的新能源配套储能电站经济价值计算方法，包括以下步骤：

3、(1)根据某地区电网中的真实数据，将范围内全部火电机组聚合成一个火电机组，忽略与经济价值计算相关度较低的参数，只将计算所需的机组出力、机组爬坡上下限等参数进行等效，再按同样的机组聚合方式对该地区电网内的全部其他类型的风电机组进行聚合处理，忽略该地区电网中的线路损耗，建立聚合后的机组与新能源配套储能电站协同地区电网运行的数学模型；

4、(2)使用条件生成对抗网络预测得到风电和光伏机组的出力曲线，使用全时段8760h的电力系统模拟生产仿真程序，以地区电网的系统功率平衡约束、火电机组出力与爬坡约束、系统备用容量约束为约束条件，进行无新能源配套储能电站参与的电力系统模拟生产仿真，计算此时的火电机组出力；

5、(3)将新能源配套储能电站加入到步骤(1)建立的数学模型中，以经济价值的最大化为目标函数，在步骤(2)中所述约束的基础上，加入新能源配套储能电站的相关约束，继续进行全时段8760h的电力系统模拟生产仿真，计算系统中加入新能源配套储能电站后的火电机组出力、火电机组装机需求；

6、(4)判断新能源配套储能电站加入后未投入运行的火电机组容量是否高于系统备用所规定的值，若是则降低火电装机容量，再进行有新能源配套储能电站的模拟生产仿真，直到满足系统备用要求后，计算与新能源配套储能电站加入前相比火电机组装机容量的变化量，然后统计新能源配套储能电站的经济价值。

7、可选地，所述步骤(1)中机组采用了机组聚合的方式，忽略了大量与新能源配套储能电站经济价值相关度较低的参数，忽略区域电网线路损耗。

8、可选地，所述步骤(3)中经济价值最大化的目标函数为：

9、

10、其中，c1t为火电机组在t时刻的发电成本函数；q1t,up为火电机组t时刻的开机成本；q1t,off为火电机组t时刻的关机成本；p1,t为火电机组在t时刻的出力；u1,t为表示火电机组t时刻运行状态的0-1变量，机组开机则为1，机组未开机则为0；e2,t为t时刻风电机组弃风；e3,t为t时刻光伏机组弃光；λ1为弃风惩罚常数；λ2为弃光惩罚常数。

11、可选地，所述步骤(3)中需要对火电机组发电成本函数进行分段线性化处理；所述火电机组发电成本分段线性化处理方式为：

12、

13、ks＝c(2s-1)f+d

14、

15、

16、其中，c1t为火电机组在t时刻的发电成本函数，m为分段总数；ks为机组在第s分段区间的斜率；pc,s为机组在第s分段的实际出力；f为机组在第s分段的最大出力，c、d均表示函数关系的系数，为机组实际出力的最大值，为机组实际出力的最小值。

17、可选地，所述火电机组的发电成本函数为：

18、c1t＝u1,t·(a·p1,t2+b·p1,t+c)·p1,t

19、其中，a、b、c均为火电发电成本与功率之间的函数关系系数。

20、可选地，所述新能源配套储能电站的相关约束包括充电与发电状态互斥约束和新能源配套储能电站能量变化约束。

21、可选地，所述充电与发电状态互斥约束为：

22、xt+yt≤1

23、其中，xt为t时刻储能电站充电状态的0-1变量，值为1代表机组充电，值为0表示机组不在充电；yt为t时刻机组发电状态的0-1变量，值为1表示机组正在发电，值为0表示机组没有发电；

24、所述新能源配套储能电站能量变化约束为：

25、

26、其中，ees,t+1是新能源配套储能电站t+1时的能量状态，ees,t是新能源配套储能电站t时刻的能量状态，是新能源配套储能电站t时刻的充电功率，是新能源配套储能电站在t时刻的发电功率，ηg为新能源配套储能电站发电效率，ηc为新能源配套储能电站充电效率。

27、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

28、1、采用机组等效和数据驱动的思路，能够避免对电力系统网络结构的详细建模；

29、2、将多种类型的发电机组和新能源配套储能电站配合运行，可以具有普适性地分析新能源配套储能电站对新能源场站的作用；

30、3、以火电机组装机容量变化来代表新能源配套储能电站的经济价值，能够将不易描述的储能电站价值定量表现出来。

技术特征：

1.一种基于模拟生产的新能源配套储能电站经济价值计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于模拟生产的新能源配套储能电站经济价值计算方法，其特征在于，所述步骤(1)中机组采用了机组聚合的方式，忽略了大量与新能源配套储能电站经济价值相关度较低的参数，忽略区域电网线路损耗。

3.根据权利要求1所述的基于模拟生产的新能源配套储能电站经济价值计算方法，其特征在于，所述步骤(3)中经济价值最大化的目标函数为：

4.根据权利要求3所述的基于模拟生产的新能源配套储能电站经济价值计算方法，其特征在于，所述步骤(3)中需要对火电机组发电成本函数进行分段线性化处理；所述火电机组发电成本分段线性化处理方式为：

5.根据权利要求3所述的基于模拟生产的新能源配套储能电站经济价值计算方法，其特征在于，所述火电机组的发电成本函数为：

6.根据权利要求1所述的基于模拟生产的新能源配套储能电站经济价值计算方法，其特征在于，所述新能源配套储能电站的相关约束包括充电与发电状态互斥约束和新能源配套储能电站能量变化约束。

7.根据权利要求6所述的基于模拟生产的新能源配套储能电站经济价值计算方法，其特征在于，所述充电与发电状态互斥约束为：

技术总结
本发明公开了一种基于模拟生产的新能源配套储能电站经济价值计算方法，属于电气工程技术领域。该方法采用机组聚合方式将某地区电网中各类发电机组进行机组聚合，分别等效成各类型各一个发电机组；在发电机组聚合后，建立聚合后的机组与新能源配套储能电站协同地区电网运行的数学模型，以收益最大化为目标，在有和无新能源配套储能电站参与的两种情况下，对数学模型中火电机组出力和所需装机容量进行求解；最后将新能源配套储能电站参与地区电网前后火电机组的装机容量变化作为体现新能源配套储能电站经济价值的指标。本发明为数据驱动方法，不需要详细的物理参数，且将各类型发电机组进行了简化处理，节约了计算资源，提高了计算效率。

技术研发人员：王坤,邱文欣,兰洲,周林,吴莹,李俊杰,王一铮
受保护的技术使用者：国网浙江省电力有限公司经济技术研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13