一种网侧储能最优容量核定方法及系统与流程

本发明涉及电力系统网侧规划领域，特别是涉及一种网侧储能最优容量核定方法及系统。

背景技术：

1、目前，电网侧新型储能发展以租赁模式为主，由电网公司建设储能后统一管理，以租赁或核定输配电价的形式为电力系统其他主体发挥作用。然而，一般政策建议在新能源场站配备10％-20％容量的储能电站，而网侧储能在系统中的容量核算还没有明确计算方法，缺乏有效的规划引导模型，导致我国目前电网侧储能项目发展受阻。为此，测算电网侧储能在高比例新能源电力系统的配置容量，对于网侧灵活性资源精准配置具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种网侧储能最优容量核定方法及系统，可准确测算出电网侧储能在电力系统的最优配置容量。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明提供了一种网侧储能最优容量核定方法，包括：

4、步骤1：获取电力系统的各火电机组参数、各风电机组参数、储能设备参数、电力用户参数和网络拓扑数据；

5、步骤2：根据储能容量核定模型，确定储能设备的最优准入容量；所述储能容量核定模型包括约束条件和目标函数；所述约束条件根据各所述火电机组参数、各所述风电机组参数、所述储能设备参数、所述电力用户参数和所述网络拓扑数据设置；所述目标函数为以储能设备的额定功率越高和额定容量越大为目标建立的函数；所述储能设备的最优准入容量根据所述储能设备的额定功率和额定容量求取。

6、可选的，所述约束条件包括火电机组爬坡约束、火电机组最小开停机时间约束、火电机组出力约束、线路潮流约束、系统功率平衡约束、储能功率与容量约束、储能充放电启停约束、储能的充放电约束和储能电量约束。

7、可选的，所述目标函数，具体如下：

8、

9、其中，cib为储能设备的最优准入容量，和为储能设备k的额定功率和额定容量；iinv,p和iinv,e分别为储能设备k的单位功率参数和单位容量参数。

10、可选的，所述储能电量约束，具体如下：

11、

12、其中，soct,min≤soct≤soct,max，soct为t时刻储能系统的电荷量，soct-1为t-1时刻储能系统的电荷量，分别为t时刻储能系统的充、放电效率，ptcha,ptdis分别为t时刻储能系统的充、放电功率，soct,min为t时刻储能系统的电荷量下限，soct,max为t时刻储能系统的电荷量上限。

13、可选的，所述储能功率与容量约束包括储能功率约束和储能容量约束；

14、所述储能功率约束为：

15、所述储能容量约束为：

16、其中，pload为电力系统的总负荷；tmax和tmin为储能设备可持续放电时间的上下限，和分别为储能设备k的额定功率和额定容量，δ为系统储能规模不高于系统内总负荷的百分比。

17、可选的，所述电力系统功率平衡约束，具体如下：

18、

19、其中，ωg为火电机组的集合；ωw为风电机组的集合；ωe储能设备的集合；ωl为用电负荷的集合，分别为储能设备k在t时刻的充放电功率；为火电机组i在t时刻的出力；为风电机组w在t时刻的出力；为电力系统负荷j在t时刻的需求量。

20、可选的，所述火电机组最小开停机时间约束，具体如下：

21、

22、其中，tion,tioff分别为第i个火电机组的最小连续开机时间和最小连续停机时间；ui,t为第i个火电机组的在t时刻的开关机状态，开机时ui,t＝1，关机时ui,t＝0。

23、可选的，所述火电机组出力约束，具体如下：

24、ui,tpi,min≤pi,t≤ui,tpi,max；

25、其中，ui,t为第i个火电机组在t时刻的开关机状态；pi,max,pi,min分别为第i个火电机组的最大出力、最小出力。

26、可选的，所述火电机组爬坡约束，具体如下：

27、

28、其中，riu,rid分别为第i个火电机组向上、向下的爬坡能力，为火电机组i在t时刻的出力，为第i个火电机组在t-1时刻的出力。

29、本发明还提供了一种网侧储能最优容量核定系统，包括：

30、参数获取模块，用于获取电力系统的各火电机组参数、各风电机组参数、储能设备参数、电力用户参数和网络拓扑数据；

31、容量计算模块，用于根据储能容量核定模型，确定储能设备的最优准入容量；所述储能容量核定模型包括约束条件和目标函数；所述约束条件根据各所述火电机组参数、各所述风电机组参数、所述储能设备参数、所述电力用户参数和所述网络拓扑数据设置；所述目标函数为以储能设备的额定功率越高和额定容量越大为目标建立的函数；所述储能设备的最优准入容量根据所述储能设备的额定功率和额定容量求取。

32、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

33、本发明提供而来一种网侧储能最优容量核定方法及系统，方法包括：获取电力系统的各火电机组参数、各风电机组参数、储能设备参数、电力用户参数和网络拓扑数据；根据储能容量核定模型，确定储能设备的最优准入容量；储能容量核定模型包括约束条件和目标函数；约束条件根据各火电机组参数、各风电机组参数、储能设备参数、电力用户参数和网络拓扑数据设置；目标函数为以储能设备的额定功率越高和额定容量越大为目标建立的函数；储能设备的最优准入容量根据储能设备的额定功率和额定容量求取。本发明通过对各机组出力以及储能设备充放电情况进行约束条件建模，采用最优准入容量规模的目标函数来确定储能设备在系统中的配置容量，为电力系统的储能容量的选择提供了精准的指导。

技术特征：

1.一种网侧储能最优容量核定方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的网侧储能最优容量核定方法，其特征在于，所述约束条件包括火电机组爬坡约束、火电机组最小开停机时间约束、火电机组出力约束、线路潮流约束、系统功率平衡约束、储能功率与容量约束、储能充放电启停约束、储能的充放电约束和储能电量约束。

3.根据权利要求1所述的网侧储能最优容量核定方法，其特征在于，所述目标函数，具体如下：

4.根据权利要求2所述的网侧储能最优容量核定方法，其特征在于，所述储能电量约束，具体如下：

5.根据权利要求2所述的网侧储能最优容量核定方法，其特征在于，所述储能功率与容量约束包括储能功率约束和储能容量约束；

6.根据权利要求2所述的网侧储能最优容量核定方法，其特征在于，所述电力系统功率平衡约束，具体如下：

7.根据权利要求2所述的网侧储能最优容量核定方法，其特征在于，所述火电机组最小开停机时间约束，具体如下：

8.根据权利要求2所述的网侧储能最优容量核定方法，其特征在于，所述火电机组出力约束，具体如下：

9.根据权利要求2所述的网侧储能最优容量核定方法，其特征在于，所述火电机组爬坡约束，具体如下：

10.一种基于风火储联合运行指标最优的储能设备决策系统，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开一种网侧储能最优容量核定方法及系统，涉及电力系统网侧规划领域，方法包括：获取电力系统的各火电机组参数、各风电机组参数、储能设备参数、电力用户参数和网络拓扑数据；根据储能容量核定模型，确定储能设备的最优准入容量；储能容量核定模型包括约束条件和目标函数；其中，目标函数为以储能设备的额定功率越高和额定容量越大为目标建立的函数；储能设备的最优准入容量根据储能设备的额定功率和额定容量求取。本申请通过对系统内各机组出力以及储能设备充放电情况进行约束条件建模，采用准入容量规模最优的目标函数来确定储能设备在系统中的配置容量，为电力系统网侧的储能容量的选择提供了精准的指导。

技术研发人员：张柏林,邵冲,魏博,刘文飞,刘克权,杨勇,郝如海,徐宏雷,牛浩明,张旭军,陈仕彬,祁莹,谢映洲,牛甄,赵进国
受保护的技术使用者：国网甘肃省电力公司电力科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14