省级电力系统储能优化配置方法、装置、设备及介质与流程

本文件涉及电力储能优化，尤其涉及一种省级电力系统储能优化配置方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、为了实现双碳目标，国家需要大力发展风光发电。然而，风机与光伏的出力具有间歇性与不确定性，随着装机容量的增大，风光电能的消纳逐渐面临巨大挑战。多种灵活资源可以平抑风光电能的波动性，比如火电机组的可调节容量、水电机组的灵活启停、负荷侧的需求响应等，其中储能设备可灵活充放电的特点也得到了关注。这些灵活资源的调节特性、调用成本存在很大差异，并且存在强烈的耦合关系，如何面向省级电力系统的运行需求，优化配置储能容量是工程界关注的热点问题。

2、储能容量配置要考虑具体的场景，比如面向配电系统中分布式电源的高效消纳、面向省级电网的电力电量平衡、面向新能源场站的系统接入等。针对不同的场景，已有研究建立了很多的优化模型，提出了很多的求解算法。储能容量配置优化模型的目标函数一般考虑最小化系统供电成本、最大化可再生能源利用率、最小化系统碳排放量等，计及的约束条件一般有系统功率平衡约束、各类设备的技术约束、储能设备的序贯特性约束、电网的静态安全约束等。总体而言，所建模型存在时间和空间两个维度的优化，是典型的含0-1变量的非线性优化问题，模型求解的计算量很大。

3、根据所建模型的特点，专家学者们提出了针对性的求解方法，大致可分为四类：经典数学方法、智能类算法、机器学习方法和综合求解方法。其中，经典数学方法求解过程相对简单，求解相对高效，可以清晰地解释每个决策变量的含义和对目标函数的贡献，但是需要对模型进行大量简化；智能类算法适应性强，可方便地计及各类时空约束，但是求解时间较长，很难保证找到全局最优解；机器学习方法可实现复杂模型的快速求解，但是需要基于大量样本进行机器训练，一旦系统参数发生变化需要重复开展样本训练；综合求解方法往往结合模型的具体特点，通过引入一些启发式优化策略，显著加快模型的求解速度，但是所提策略不具有普适性。

技术实现思路

1、本发明提供一种省级电力系统储能优化配置方法、装置、设备及介质，旨在解决上述问题。

2、本发明实施例提供了一种省级电力系统储能优化配置方法，其特征在于，包括：

3、确定电源、负荷、储能设备的容量参数；

4、根据预设的排序规则对火电机组的调度优先级进行排序，获取火电机组的优先级顺序；

5、根据所述火电机组的优先级顺序，基于预设的基于调度优先级的日前优化控制方法获取日前优化控制结果；

6、通过开展时序仿真获取一年内每天的所述日前优化控制结果，得到关键指标，所述关键指标包括：供电成本、供电充裕度、新能源利用率；

7、根据所述关键指标调整电源、负荷、储能设备的容量参数，以确定储能设备的容量。

8、本发明实施例提供了一种省级电力系统储能优化配置装置，包括：

9、容量参数获取模块，用于确定电源、负荷、储能设备的容量参数；

10、火电机组排序模块，用于根据预设的排序规则对火电机组的调度优先级进行排序，获取火电机组的优先级顺序；

11、优化控制结果模块，用于根据所述火电机组的优先级顺序，基于预设的基于调度优先级的日前优化控制方法获取日前优化控制结果；

12、关键指标模块，用于通过开展时序仿真获取一年内每天的所述日前优化控制结果，得到关键指标，所述关键指标包括：供电成本、供电充裕度、新能源利用率；

13、储能容量获取模块，用于根据所述关键指标调整电源、负荷、储能设备的容量参数，以确定储能设备的容量。

14、本发明实施例还提供了一种电子设备，包括：

15、处理器；以及，

16、被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述计算机可执行指令在被执行时使所述处理器执行如上述省级电力系统储能优化配置方法的步骤。

17、本发明实施例还提供了一种存储介质，用于存储计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被执行时实现以如上述省级电力系统储能优化配置方法的步骤。

18、本发明实施例首先需要确定电源、负荷、储能等各设备的容量参数，为储能优化配置提供数据支持；其次对火电机组的调度优先级进行排序，对于相同最小出力(比例)的机组，优先选择火电机组容量大的机组，对于相同的火电机组容量，优先选择最小出力(比例)更小的机组；然后基于调度优先级开展日内运行仿真，得到各类灵活资源的日前调度方案；最后，以24小时为运行周期，开展8760小时的时序仿真，统计得到供电成本、供电充裕度、新能源利用率等关键指标，通过不断调整电源、负荷、储能等参数，确定储能设备的容量。其中，基于调度优先级开展日内运行仿真是该方法的核心步骤，首先消纳省外来电、水电、火电的机组最小出力，然后消纳省内的风、光发电并安排水电可调出力，再分别利用储能装置和需求侧响应和负荷控制资源对时序负荷开展日内的削峰填谷以平抑负荷曲线的波动，最后计算满足剩余的负荷需求的火电机组的最小开机容量，并通过迭代计算确定火电机组最小开机容量。该方法可以快速得到各类灵活资源8760小时的调度方案，避免重复开展日前优化调度，极大地提高了模型求解速度；兼顾供电成本、供电充裕度、新能源利用率等关键指标，适用于场景复杂、强不确定性条件下的敏感性分析，为省级电力系统中储能配置提供直观的辅助决策信息。

技术特征：

1.一种省级电力系统储能优化配置方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定电源、负荷、储能设备的容量参数具体包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预设的排序规则对火电机组的调度优先级进行排序具体包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述火电机组的优先级顺序，基于预设的基于调度优先级的日前优化控制方法获取日前优化控制结果具体包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述消纳省外来电、水电、火电的机组最小出力，消纳省内的风、光发电并安排水电可调出力具体包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述分别利用储能装置、需求侧响应以及负荷控制资源对时序负荷开展日内的削峰填谷以平抑负荷曲线的波动具体包括：

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述计算满足剩余的负荷需求的火电机组的最小开机容量，不断迭代直至最小开机容量收敛，输出日前优化控制结果具体包括：

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述供电成本包括：火电机组成本以及风机与光伏成本，所述火电机组供电成本的计算公式如下：

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述供电充裕度的计算过程包括：

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述新能源利用率的计算过程包括：

11.一种省级电力系统储能优化配置装置，其特征在于，包括：

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述容量参数获取模块具体用于：

13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述火电机组排序模块具体用于：：

14.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述优化控制结果模块具体包括：

15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述消纳子模块具体用于：

16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述削峰填谷子模块具体用于：

17.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述结果输出子模块具体用于：

18.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述关键指标模块中的供电成本包括：火电机组成本以及风机与光伏成本，所述火电机组供电成本的计算公式如下：

19.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述关键指标模块中的供电充裕度的计算过程包括：

20.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述关键指标模块中的新能源利用率的计算过程包括：

21.一种电子设备，包括：

22.一种存储介质，用于存储计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被执行时实现以如权利要求1-10中任一项所述省级电力系统储能优化配置方法的步骤。

技术总结
本发明提供了一种省级电力系统储能优化配置方法、装置、设备及介质，方法包括：确定电源、负荷、储能设备的容量参数；根据预设的排序规则对火电机组的调度优先级进行排序，获取火电机组的优先级顺序；根据火电机组的优先级顺序，基于预设的基于调度优先级的日前优化控制方法获取日前优化控制结果；通过开展时序仿真获取一年内每天的所述日前优化控制结果，得到关键指标，根据关键指标调整电源、负荷、储能设备的容量参数，从而确定储能设备的容量。本申请兼顾供电成本、供电充裕度、新能源利用率等关键指标，适用于场景复杂、强不确定性条件下的敏感性分析，为省级电力系统中储能配置提供直观的辅助决策信息。

技术研发人员：孟子涵,孙冰,黄碧斌,胡静,陈家浩,时智勇,李娜娜,孙文嘉,冯凯辉,闫湖,霍雪松,笪涛,王彩霞,张栋,洪博文,曾沅,柴赟,马骏毅,周杨,叶小宁,陈宁
受保护的技术使用者：国网能源研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21