一种基于电力保供需求的储能容量优化配置方法及系统与流程

本发明涉及电力系统规划和新能源发电领域，特别涉及一种基于电力保供需求的储能容量优化配置方法。

背景技术：

1、随着新能源将迎来更大规模开发，火电建设空间将进一步压缩，以储能为主的灵活性资源规模将显著增加，由于储能成本仍然较高，加入后势必造成系统电价成本上升，储能的作用主要体现在两个方面，一方面储能作为电力保供重要手段，在一定程度上替代火电，参与电力平衡，保障电力供应，另一方面，储能作为新能源消纳重要手段，在新能源大发时段储存盈余电量，减少新能源弃电，促进新能源消纳。总的来看，新能源消纳主要涉及经济性问题，新能源大规模接入对储能需求容量更大，而电力保供牵涉到安全可靠供电，属于电力安全问题，首先应该保证，对应的储能容量相对较小，因此，有必要针对电力保供需求研究储能容量的优化配置方法，在火电逐步退出的情况下，保证安全供电，节约系统成本。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提出一种基于电力保供需求的储能容量优化配置方法及系统，该分析方法可为新型电力系统电力保供储能容量优化配置提供方法指导，为新型电力系统储能类灵活性电源规划提供参考，对于新型电力系统储能政策制定具有借鉴意义。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、第一方面本发明提供一种基于电力保供需求的储能容量优化配置方法，包括以下步骤：

4、提取典型日电力保供场景下的日负荷曲线和出力曲线；

5、基于日负荷曲线和出力曲线，进行典型日生产模拟，确定电力缺口和新能源电量盈余时段分布；

6、根据电力缺口和新能源电量盈余时段分布确定新能源盈余电量形状；

7、根据形状确定不同储能时长需求，配置不同类型储能，计算储能替代火电装机比例。

8、作为本发明进一步改进，所述提取典型日电力保供场景的日负荷曲线和新能源小发场景的出力曲线包括：

9、选择大负荷日遇到极端天气新能源小发场景作为典型日电力保供场景，根据历史负荷数据和新能源历史运行数据，经过统计分析，提取负荷率较大的日负荷曲线和新能源小发场景的出力曲线。

10、作为本发明进一步改进，所述新能源小发场景的出力曲线包括光伏出力曲线和风电出力曲线；所述负荷率较大的日负荷曲线选择冬季大负荷日，新能源按99％保证率选取典型日出力曲线。

11、作为本发明进一步改进，所述基于日负荷曲线和出力曲线，进行典型日生产模拟，确定电力缺口和新能源电量盈余时段分布，包括：

12、在保证日电量平衡的情况下，以电力缺口最小为目标函数，进行典型日生产模拟，确定电力缺口pgap和新能源电量盈余时段分布

13、目标函数：

14、式中，为提取负荷率较大的日负荷曲线为新能源小发场景的光伏出力曲线为风电出力曲线。

15、作为本发明进一步改进，所述根据电力缺口和新能源电量盈余时段分布确定新能源盈余电量形状包括：

16、将电力缺口和新能源电量盈余时段分布作为新能源盈余电量形状的储能配置方案，进而得到储能容量需求为新能源盈余电量，储能最大需求功率为盈余电量功率最大值。

17、作为本发明进一步改进，所述储能容量需求：

18、所述储能功率需求：

19、式中，为新能源电量盈余时段分布。

20、作为本发明进一步改进，所述根据形状确定不同储能时长需求选择不同类型储能，计算储能替代火电装机比例ress，包括：

21、若持续时间为4-8h，选择配置抽蓄或压缩空气储能，储能功率为储能时长储能容量

22、若持续时间为2-4h，选择配置4h电化学储能储能功率为储能时长储能容量

23、在按典型参数配置不同类型储能后，需保证储能配置功率储能配置容量

24、在配置储能后，系统电力基本平衡，储能参加电力平衡容量即为pgap，则储能可替代火电比例计算公式为ress＝pgap/qess。

25、第二方面本发明提供一种基于电力保供需求的储能容量优化配置系统，包括：

26、提取模块，用于提取典型日电力保供场景下的日负荷曲线和出力曲线；

27、模拟模块，用于基于日负荷曲线和出力曲线，进行典型日生产模拟，确定电力缺口和新能源电量盈余时段分布；

28、确定模块，用于根据电力缺口和新能源电量盈余时段分布确定新能源盈余电量形状；

29、计算模块，用于根据形状确定不同储能时长需求，配置不同类型储能，计算储能替代火电装机比例。

30、第三方面本发明提供一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述基于电力保供需求的储能容量优化配置方法。

31、第四方面本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述基于电力保供需求的储能容量优化配置方法。

32、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

33、本发明根据大负荷日遇到新能源小发的极端日场景，在日保证电量平衡的前提下，通过开展典型日生产模拟，按照新能源盈余电量形状和分布确定储能容量需求，包括装机、时长，以合理安排不同类型储能配置。该分析方法可为新型电力系统电力保供储能容量优化配置提供方法指导，为新型电力系统储能类灵活性电源规划提供参考，对于新型电力系统储能政策制定具有借鉴意义。

技术特征：

1.一种基于电力保供需求的储能容量优化配置方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于电力保供需求的储能容量优化配置方法，其特征在于，所述提取典型日电力保供场景的日负荷曲线和新能源小发场景的出力曲线包括：

3.根据权利要求1所述的一种基于电力保供需求的储能容量优化配置方法，其特征在于，所述新能源小发场景的出力曲线包括光伏出力曲线和风电出力曲线；所述负荷率较大的日负荷曲线选择冬季大负荷日，新能源按99％保证率选取典型日出力曲线。

4.根据权利要求1所述的一种基于电力保供需求的储能容量优化配置方法，其特征在于，所述基于日负荷曲线和出力曲线，进行典型日生产模拟，确定电力缺口和新能源电量盈余时段分布，包括：

5.根据权利要求1所述的一种基于电力保供需求的储能容量优化配置方法，其特征在于，所述根据电力缺口和新能源电量盈余时段分布确定新能源盈余电量形状包括：

6.根据权利要求1所述的一种基于电力保供需求的储能容量优化配置方法，其特征在于，所述储能容量需求：

7.根据权利要求1所述的一种基于电力保供需求的储能容量优化配置方法，其特征在于，所述根据形状确定不同储能时长需求选择不同类型储能，计算储能替代火电装机比例ress，包括：

8.一种基于电力保供需求的储能容量优化配置系统，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-7任一项所述基于电力保供需求的储能容量优化配置方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7任一项所述基于电力保供需求的储能容量优化配置方法。

技术总结
本发明公开了一种基于电力保供需求的储能容量优化配置方法及系统，包括以下步骤：提取典型日电力保供场景下的日负荷曲线和出力曲线；基于日负荷曲线和出力曲线，进行典型日生产模拟，确定电力缺口和新能源电量盈余时段分布；根据电力缺口和新能源电量盈余时段分布确定新能源盈余电量形状；根据形状确定不同储能时长需求，配置不同类型储能，计算储能替代火电装机比例。该分析方法可为新型电力系统电力保供储能容量优化配置提供方法指导，为新型电力系统储能类灵活性电源规划提供参考，对于新型电力系统储能政策制定具有借鉴意义。

技术研发人员：李富春,孙沛,冯斌,党楠,杨攀峰,范丽霞,王昭,赵娟,傅旭,杨欣,陈思柔,卢苗,张雨津,王雷,许美朋,李雨田,陈颖
受保护的技术使用者：中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19