一种基于新能源弃电功率的电力系统储能配置计算方法与流程

1.本发明属于电力系统新能源技术领域，具体涉及一种基于新能源弃电功率的电力系统储 能配置计算方法。


背景技术：

2.新能源的快速增长符合绿色发展的理念，但风/光资源的不确定性、新能源的间歇性和波 动性、新能源接入的无序性给电网安全稳定运行和新能源的消纳带来了严峻的挑战。
3.储能具有快速响应和双向调节的技术特点，可以实时匹配新能源出力，是新能源发展的 重要支撑，还具有环境适应性强、小型分散配置且建设周期短的技术优势，可在电力系统电 源、电网、负荷侧承担不同的角色，发挥不同的作用。储能的配置需要结合电网结构和运行 特点、新能源出力特性开展，因此，需要结合实际弃电功率计算储能的功率和能量。


技术实现要素：

4.本发明克服了现有技术存在的不足，提供了一种基于新能源弃电功率的电力系统储能配 置计算方法，以解决电力系统配置储能的功率和能量配置需求问题，本方法基于实际弃电功 率进行计算，无需进行迭代计算，具有较强的适用性和工程实用性。
5.为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于新能源弃电功率的电力系 统储能配置计算方法，包括以下步骤：
6.s1、获取计算所需数据集，包括新能源可用功率，联络线交换功率，用电负荷，常规电 源台数、装机容量和最大/最小技术出力；
7.s2、通过生产模拟方法，计算未配置储能时的新能源发电量e
p
、新能源弃电功率p1(t)、 弃电量ea，得到新能源弃电功率最大值p
1max
、新能源弃电率η0，新能源发生连续弃电的次数 i；
8.s3、计算配置储能后应减小的新能源弃电量e
δ
；
9.s4、计算储能配置功率上限p
es-max
和下限p
es-min
，配置上限p
es-max
选取p1(t)中最大值， 下限p
es-min
为不考虑储能容量、可放电空间等条件时，能满足配置后减小的弃电量的储能功 率；
10.s5、在储能功率上下限之间按步长选取n个储能配置功率，得到储能配置功率序列
11.s6、根据s2中得到的新能源弃电功率p1(t)，得到新能源单次最大弃电量e
max
作为储能 额定能量初值e
es
，设置储能能量初值为e0；
12.s7、在所述储能配置功率序列中选取储能功率，计算该功率下储能连续一次充放电减 少的弃电量ej；
13.s8、将每一次充放电周期内计算得到的减少的弃电电量累加得到配置储能后可减少的总 弃电量e
t
；
14.s9、判断减少的总弃电量e
t
与配置储能后应减小的弃电量e
δ
的大小，若e
t
＞1.05e
δ
则减 小储能能量，计算该能量下可减少的总弃电量，当储能能量减少至储能功率的ε1时，判定该 功率下储能配置无解；若e
t
＜0.95e
δ
则增大储能能量，计算该能量下可减少的总弃电量，当 储能能量增大至储能功率的ε2倍时，判定该功率下储能配置无解；当0.95e
δ
＜e
t
＜1.05e
δ
， 此时得到一组储能配置的功率和能量解；
15.s10、重复s7～s9，直至遍历中的储能功率取值，最终得到一组储能功率和能量配置 序列[p,e]。
[0016]
所述步骤s3中配置储能后应减小的弃电量e
δ
由下式计算得到：
[0017]eδ
＝e
a-em×
η1[0018]
式中：ea表示未配置储能时的新能源弃电量；em表示新能源可用发电量；η1表示新能 源目标弃电率。
[0019]
所述步骤s4中储能功率配置下限p
es-min
和上限p
es-max
由下式计算得到：
[0020][0021]
所述步骤s5中储能配置功率序列表示为下式：
[0022][0023]
所述步骤s7中储能连续一次充放电减少的弃电量ej由下式计算得到：
[0024][0025]
式中：j表示发生第j次连续弃电，1≤j≤i；t
j1
、t
j2
、t
j3
表示第j次连续弃电的开始充 电时刻、结束充电时刻(开始放电时刻)、结束放电时刻；e
j1
表示第j次连续弃电储能系统 可充电电量；e
jc
表示第j次连续弃电的储能系统充电电量；e(t
j2
)表示t
j2
时刻储能能量；e
j2
表示表示第j次连续弃电储能系统可放电电量；p2(t)表示电力系统可接受的最大放电功
率； e
jd
表示第j次连续弃电的储能系统放电电量；ej表示配置储能后第j次连续弃电可减少的弃 电量；e
(j+1)0
表示第j+1次连续弃电的储能能量初值。
[0026]
所述步骤s8中配置储能后可减少的总弃电量e
t
由下式计算得到：
[0027][0028]
所述步骤s10储能功率和能量配置序列[p,e]表示为：
[0029]
[p,e]＝[{p1,e1},{p2,e2},
…
]。
[0030]
本发明与现有技术相比具有以下有益效果。
[0031]
1、本发明着眼于解决电力系统配置储能的功率和能量需求问题，可有效解决新能源快速 发展造成的利用率低的问题，计算不受电网网架约束，具有很强的适用性。
[0032]
2、本方法计算新能源弃电功率的边界条件来自实际运行数据和基于运行数据的预测数 据，弃电功率计算准确，储能计算包括功率计算和能量计算，并考虑到实际系统可充放电功 率与储能功率的大小，计算过程严谨。
[0033]
3、本方法不需要进行迭代运算，步骤简易，计算速度快。
[0034]
4、本方法在实际工程中具有较强的实用性。
附图说明
[0035]
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
[0036]
图1为本发明储能配置计算流程图。
具体实施方式
[0037]
结合图1对本发明进行说明。
[0038]
一种基于新能源弃电功率的电力系统储能配置计算方法，包括以下步骤：
[0039]
s1、获取计算所需数据，包括新能源可用功率，联络线交换功率，用电负荷，常规电源 台数、装机容量和最大/最小技术出力；
[0040]
s2、通过生产模拟方法，计算未配置储能时的新能源发电量e
p
、新能源弃电功率p1(t)、 弃电量ea，得到新能源弃电功率最大值p
1max
，新能源弃电率η0，新能源发生连续弃电的次数 i；
[0041]
s3、计算配置储能后应减小的新能源弃电量e
δ
；
[0042]
s4、计算储能配置功率上限p
es-max
和下限p
es-min
，配置上限p
es-max
选取p1(t)中最大值， 下限p
es-min
为不考虑储能容量、可放电空间等条件时，能满足配置后减小的弃电量的储能功 率；
[0043]
s5、在储能功率上下限之间按步长选取n个储能配置功率，得到储能配置功率序列
[0044]
s6、根据s2中得到的新能源弃电功率p1(t)，得到新能源单次最大弃电量e
max
作为储能 额定能量初值e
es
，设置储能能量初值为e0；
[0045]
s7、在储能配置功率序列中选取储能功率，计算该功率下储能连续一次充放电减少的 弃电量ej；
[0046]
s8、将每一次充放电周期内算出的减少的弃电电量累加得到配置储能后可减少的总弃电 量e
t
；
[0047]
s9、判断减少的总弃电量e
t
与配置储能后应减小的弃电量e
δ
的大小，若e
t
＞1.05e
δ
则减 小储能能量，计算该能量下可减少的总弃电量，当储能能量减少至储能功率的ε1时，判定该 功率下储能配置无解；若e
t
＜0.95e
δ
则增大储能能量，计算该能量下可减少的总弃电量，当 储能能量增大至储能功率的ε2倍时，判定该功率下储能配置无解；当0.95e
δ
＜e
t
＜1.05e
δ
， 此时得到一组储能配置的功率和能量解；
[0048]
s10、重复s7～s9，直至遍历中的储能功率取值，最终得到一组储能功率和能量配置 序列[p,e]。
[0049]
优选的，所述步骤s3中配置储能后应减小的弃电量e
δ
由下式计算得到：
[0050]eδ
＝e
a-em×
η1[0051]
式中：ea表示未配置储能时的新能源弃电量；em表示新能源可用发电量；η1表示新能 源目标弃电率。
[0052]
优选的，所述步骤s4中储能功率配置下限p
es-min
和上限p
es-max
由下式计算得到：
[0053][0054]
优选的，所述步骤s5中储能配置功率序列表示为下式：
[0055][0056]
优选的，所述步骤s7中储能连续一次充放电减少的弃电量ej由下式计算得到：
[0057][0058]
式中：j表示发生第j次连续弃电，1≤j≤i；t
j1
、t
j2
、t
j3
表示第j次连续弃电的开始充 电时刻、结束充电时刻(开始放电时刻)、结束放电时刻；e
j1
表示第j次连续弃电储能系统 可充电电量；e
jc
表示第j次连续弃电的储能系统充电电量；e(t
j2
)表示t
j2
时刻储能能量；e
j2
表示表示第j次连续弃电储能系统可放电电量；p2(t)表示电力系统可接受的最大放电功率；e
jd
表示第j次连续弃电的储能系统放电电量；ej表示配置储能后第j次连续弃电可减少
的弃 电量；e
(j+1)0
表示第j+1次连续弃电的储能能量初值。
[0059]
优选的，所述步骤s8中配置储能后可减少的总弃电量e
t
由下式计算得到：
[0060][0061]
优选的，所述步骤s10储能功率和能量配置序列[p,e]表示为：
[0062]
[p,e]＝[{p1,e1},{p2,e2},
…
]。
[0063]
上述实施方式仅示例性说明本发明的原理及其效果，而非用于限制本发明。对于熟悉此 技术的人皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改进。因此，凡举 所述技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等 效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。