专利名称：一种风储系统广域优化配置的方法
技术领域：
本发明涉及新能源领域，具体涉及一种风储系统广域优化配置的方法。
背景技术：
随着风力发电快速发展，小规模风电分散开发就地接入供电系统逐渐向大规模风电集中开发并入输电系统过渡，大规模风电集中并网使得其并网后会出现频率偏差，即输出功率波动；线路潮流过载，即静态电压稳定性；以及诸如电压偏差、电压闪变等电压质量问题，至于谐波问题储能技术不能解决，不予考虑。而储能技术因其电功率灵活的“吞”、“吐”特性，能够满足电力系统功率实时平衡的要求，从而解决风电并网后相应技术难题，因此储能技术成为提高风电接纳能力最为期待的一种手段。对储能系统在风力发电领域中的配置，未提到进行广域配置，现有的研究都是将储能系统集中接在风电并网点——集中配置，或者接在风电场内部采用一机一储模式——分散配置；而在储能系统容量计算研究中，大多从平滑风电输出，改善风力发电间歇性入手，研究控制策略，最后针对不同容量的风电场计算匹配的储能系统容量。名称为《风电场中储能系统的功率和容量优化配置》提出了以风电机组及储能装置的输出功率波动标准差为指标的储能系统功率与容量优化方案，并编写了基于CPSO算法的目标函数优化程序，其虽然同时对储能容量与功率进行了优化配置，但局限在风电并网点的功率波动，为广泛考虑风电并网后对整个电网各指标的影响。名称为《风电场储能容量合理取值范围分析》针对怎样选取储能容量较为经济合理问题，提出了包含储能容量成本和风功率平滑效果的判据，通过详细分析储能容量合理取值受到的各种影响因素，利用储能容量成本及风电场输出功率平滑效果辅助判据得出风电场储能容量合理的取值范围。其随结合了储能成本，但依然局限在平滑风功率波动，未对风电并网后对系统的各潮流指标进行量化分析。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种风储系统广域优化配置的方法，在一定程度上通过布点即增强了系统电压稳定性以及改善电压偏差、电压闪变等电压质量问题，使其在提高风电接纳能力上事半功倍。本发明提供的一种风储系统广域优化配置的方法，其改进之处在于，所述方法包括如下步骤(I)通过仿真对电网母线电压进行静态稳定性计算，得到静态电压稳定临界值及对应的最大输入功率Plniax ；(2)计算电网母线电压总偏差AU和电网电压总闪变裕度；AU即所有母线电压偏差之和；电网电压总闪变裕度即所有母线电压闪变裕度之和；(3)将电网中计算得到的电网母线电压大小与风电并网标准中风电并网后各母线电压要求比较，得到满足国标中母线电压偏差要求的电压总偏差临界值Au2max及其对应的此项标准下最大接纳风功率P2_，;(4)将电网不同电压等级下各母线闪变计算值大小与国标中各电压等级下电压闪变规定值进行比较，得到满足国标规定下的电网总闪变裕度临界值和此项标准下最大接纳风功率P3max ;标准可通过(GB2008)中确定；(5)按照风电接纳能力量化计算公式计算不同接入风功率P下，电网的量化接纳能力Lp，得到风功率的P-Li (P)的量化曲线；( 6 )根据不同风电场接入能力的需求，在不满足风电接入能力情况下，接入储能系统，提高风电场接纳能力至所需值，并确定储能系统的匹配容量C ;在不同风电场因周围电网结果和自身因素，其接纳能力不同，可根据需求自行设定，所设定值满足客观条件下的最佳经济性；(7)依据网损灵敏度原则，计算电网总网损-节点功率二阶灵敏度，并根据功率二阶灵敏度确定接入点位置。其中，步骤(I)包括如下步骤I)对风电并网后随其风功率的变化，通过绘制风电并网点和电网系统母线的P-V曲线判断风功率在传输线上的静态电压稳定性；2)根据所述P-V曲线拐点对应的风功率值确定静态电压稳定性指标下的最大接纳风功率。其中，步骤(2)所述电网系统总电压偏差AU的表达式如下
权利要求
1.一种风储系统广域优化配置的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤(1)通过仿真对电网母线电压进行静态稳定性计算，得到静态电压稳定临界值及对应的最大输入功率Plniax ；(2)计算电网母线电压总偏差AU和电网电压总闪变裕度；(3)将电网中计算得到的电网母线电压大小与风电并网标准中风电并网后各母线电压要求比较，得到满足国标中母线电压偏差要求的电压总偏差临界值Au2max及其对应的此项标准下最大接纳风功率P2niax ；(4)将电网不同电压等级下各母线闪变裕度大小与国标中各电压等级下电压闪变规定值进行比较，得到满足国标规定下的电网总闪变裕度临界值Λ S3.max和此项标准下最大接纳风功率Ρ3_ ；(5)按照风电接纳能力量化计算公式计算不同接入风功率P下，电网的量化接纳能力 Lp，得到风功率的P-Li (P)的量化曲线；(6)根据不同风电场接入能力的需求，在不满足风电接入能力情况下，接入储能系统， 提高风电场接纳能力至所需值，并确定储能系统的匹配容量C ；(7)依据网损灵敏度原则，计算电网总网损-节点功率二阶灵敏度，并根据功率二阶灵敏度确定接入点位置。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(I)包括如下步骤1)对风电并网后随其风功率的变化，通过绘制风电并网点和电网系统母线的P-V曲线判断风功率在传输线上的静态电压稳定性；2)根据所述P-V曲线拐点对应的风功率值确定静态电压稳定性指标下的最大接纳风功率。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述电网系统总电压偏差AU的表达式如下
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述至少一台风机连接在公共点的电压闪变裕度的表达式如下
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)计算电网总闪变裕度临界值AS3. max的表达式如下
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)量化接纳能力Lp的表达式如下
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(6)所述确定储能系统的匹配容量C的表达式如下 C = a (L0-L1) 式中，a为容量系数，根据仿真计算建立的数据库通过统计或数据拟合得到为实际计算得到的风电量化接纳能力为设定的电网所需的风电接纳能力。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(7)根据功率ニ阶灵敏度确定接入点位置，是通过排序将ニ阶灵敏度最大的母线作为储能系统接入点。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(7)有功网损Sltjss的表达式为
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤(7)在一阶灵敏度的基础上，构成ニ阶灵敏度；网损灵敏度的二阶导数通过有限微分求得
全文摘要
本发明公开了一种风储系统广域优化配置的方法，其特征在于通过对风电并网后电压稳定性以及电压质量的全面考核，评估系统接纳风电的量化能力；为提高风电量化接纳能力，接入储能系统，根据不同接纳能力的需求，确定储能系统容量；对储能系统基于二阶网损灵敏度原则进行广域的优化布点与广域选点。本发明考虑了风电并网后多种技术指标，全面指导储能系统容量的定制，并通过对储能系统基于网损灵敏度的广域配置，进一步增强了风电并网后系统的电压稳定性以及改善了相应电压质量。
文档编号H02J3/28GK103050985SQ201210369210
公开日2013年4月17日 申请日期2012年9月26日 优先权日2012年9月26日
发明者李建林, 熊雄, 修晓青, 杨水丽, 惠东 申请人:中国电力科学研究院, 国家电网公司