储能电站替代输电通道容量的分析方法及系统与流程

1.本发明涉及电力系统规划和新能源发电领域，特别涉及一种储能电站替代输电通道容量的分析方法及系统。


背景技术：

2.对于大规模新能源基地而言，输电通道的建设主要为满足新能源电力送出需要，实际系统中通常由于通道受限导致新能源弃电比例大大提高，新能源弃电指标是衡量输电通道能力建设的主要指标。区域电网中储能电站加入后，一方面可以替代输电通道减少通道受限引起的新能源弃电，一方面可以减少调峰受限引起的新能源弃电，因此，储能电站的通道价值是指储能电站可以替代输电通道的容量。目前尚无成熟方法评估储能电站的通道效益，尤其是目前在高比例新能源电网中装设的储能电站规模不大，成本略高，尚未体现其通道价值，在国家碳中和和碳达峰宏观战略的大背景下，新能源开发规模将进一步扩大，有必要结合新能源弃电指标来评估储能电站替代的输电通道价值，延缓输电通道建设，提高输电通道利用率，减少新能源开发送出成本。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提出一种储能电站替代输电通道容量的分析方法及系统，该方法可定量计算储能电站替代输电通道容量，适用于评估新能源基地建设储能电站替代输电通道效益，对于提高输电通道利用效率，节约电网投资成本也具有一定的借鉴意义。
4.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
5.一种储能电站替代输电通道容量的分析方法，包括以下步骤：
6.通过生产模拟仿真计算加入储能电站后系统新能源的第一弃电率指标；不考虑储能电站，增加新能源基地送出通道输电能力，通过生产模拟计算系统的通道能力增加后的第二弃电率指标，比较第一弃电率指标和第二弃电率指标差值，如果两者相等或者第二弃电率指标基本不再变化，输电通道容量的增加值作为储能电站可替代的输电通道效益，基于可替代的输电通道效益进行电力系统新能源发电规划。
7.作为本发明的进一步改进，生产模拟之前还包括输入系统参数，读入新能源年度出力数据。
8.作为本发明的进一步改进，生产模拟采用年度全时段生产模拟方法，考虑了新能源年度的出力特性，储能电站的调节特性以及年度负荷特性曲线。
9.作为本发明的进一步改进，比较第一弃电率指标r0和第二弃电率指标ri差值具体步骤为：
10.如果|r
0-ri|》δ或者|r
i+1-ri|》δ，i＝i+1，增加新能源基地送出通道输电能力，重新计算第二弃电率指标；
11.如果|r
0-ri|≤δ或者|r
i+1-ri|≤δ，储能和增加输电通道容量取得了相同弃电率或者再增加输电通道新能源弃电率基本不变，输出储能替代输电通道效益，即为ti。
12.一种储能电站替代输电通道容量的分析系统，包括：
13.第一计算模块，用于通过生产模拟仿真计算加入储能电站后系统新能源的第一弃电率指标；
14.第二计算模块，用于不考虑储能情况下，增加新能源基地送出通道输电能力，通过生产模拟计算系统的通道能力增加后的第二弃电率指标；
15.比较输出模块，用于比较第一弃电率指标和第二弃电率指标差值，如果两者相等或者第二弃电率指标基本不再变化，输电通道容量的增加值作为储能电站可替代的输电通道效益，基于可替代的输电通道效益进行电力系统新能源发电规划。
16.一种电子设备，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评估高比例新能源系统储能电站替代输电通道容量的分析方法的步骤。
17.一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评估高比例新能源系统储能电站替代输电通道容量的分析方法的步骤。
18.相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
19.本发明所提出的一种储能电站替代输电通道容量的分析方法，深入分析了新能源弃电率产生的原因，综合考虑新能源的调峰受限和通道受限因素，从新能源消纳角度，考虑两种不同情景提出了评估储能电站替代输电通道容量的分析方法。该方法可定量计算储能电站替代输电通道容量，适用于评估新能源基地建设储能电站替代输电通道效益，对于提高输电通道利用效率，节约电网投资成本也具有一定的借鉴意义。
附图说明
20.图1是计算方法示意图。
21.图2是计算流程图。
22.图3是算例系统储能电站替代输电通道容量示意图。
23.图4为一种储能电站替代输电通道容量的分析系统结构示意图；
24.图5为电子设备结构示意图。
具体实施方式
25.本发明的一种储能电站替代输电通道容量的分析方法，包括以下步骤：
26.一种储能电站替代输电通道容量的分析方法，包括以下步骤：
27.步骤一、输入系统参数，读入新能源8760h出力数据；
28.步骤二、8760h全时段生产模拟，计算加入储能电站后系统新能源的弃电率指标r0；
29.步骤三、在无储能情况下，增加输电通道容量δti；
30.步骤四、8760h全时段生产模拟，计算通道能力增加后系统弃电指标ri；
31.步骤五、如果|r
0-ri|》δ或者|r
i+1-ri|》δ，i＝i+1，转入步骤3)；
32.步骤六、如果|r
0-ri|≤δ或者|r
i+1-ri|≤δ，储能和增加输电通道容量取得了相同弃电率或者再增加输电通道新能源弃电率基本不变，输出储能替代输电通道效益，即为ti。
基于可替代的输电通道效益进行电力系统新能源发电规划。
33.其中，步骤2)中计算新能源弃电率时采用8760h全时段生产模拟方法，考虑了新能源8760h的出力特性，储能等电站的调节特性以及8760h负荷特性曲线。
34.其中，步骤5)中考虑了储能电站两种不同情景，储能电站容量不同，可替代输电通道容量也不一样。
35.以图1新能源弃电率曲线与输电通道容量的关系曲线图进行说明，输电通道容量为t0，不考虑储能时新能源的弃电率为r0，新能源弃电的发生主要有两部分原因，分别为调峰受限和通道受限，在增加通道容量不能再减少弃电时，通道容量tm对应的新能源弃电率为rm，则rm为调峰受限引起的新能源弃电部分，r
0-rm即为通道受限引起的新能源弃电部分。
36.对于情景一，储能电站加入后，输电通道容量不变，系统新能源弃电率由r0降低为ri(图中a点)，此时ri》rm，说明储能加入后引起的弃电减少同样可以通过增加通道容量来实现，即增加输电通道容量ti使得新能源弃电率同样为ri时，储能电站可替代的输电通道容量即为δti(即为t
i-t0)。
37.对于情景二，储能电站加入后，输电通道容量不变，系统新能源弃电率由r0降低为ri(图中b点)，此时ri《rm，说明储能加入后引起的弃电减少已经不能通过增加通道容量来达到，由于增加输电通道容量最多可以将新能源弃电率降低至rm，因此，该情景下储能电站可替代的输电通道容量即为δti(等于t
m-t0)。
38.本发明所提出的一种储能电站替代输电通道容量的分析方法，深入分析了新能源弃电率产生的原因，综合考虑新能源的调峰受限和通道受限因素，从新能源消纳角度，考虑两种不同情景提出了评估储能电站替代输电通道容量的分析方法。该方法可定量计算储能电站替代输电通道容量，适用于评估新能源基地建设储能电站替代输电通道效益，对于提高输电通道利用效率，节约电网投资成本也具有一定的借鉴意义。
39.下面通过仿真案例对评估高比例新能源系统储能电站替代输电通道容量的分析方法进行具体说明，以对本发明的应用效果作进一步的说明。
40.算例系统为西北某一省级电网，2025年全省新能源装机约36000mw，占总装机容量的62％，属于典型高比例新能源系统，其中西部地区新能源装机容量约18000mw，占全省新能源装机容量的50％，西部地区与东部地区联网通道最大送电能力约4000mw。
41.算例系统储能电站替代输电通道容量评估见表1。
42.表1算例系统储能电站替代输电通道容量评估单位：亿kwh
[0043][0044][0045]
结果表明：
[0046]
(1)该省新能源弃电多少主要取决于两个方面：调峰能力不足；和通道能力不足，对于西部地区，在新能源规模一定情况下，不考虑装设储能时，输电通道能力增加2500mw以后，弃电率降低效果基本接近极限，此时新能源弃电主要受制于系统调峰能力不足。
[0047]
(2)西部地区建设储能电站500mw，与输电通道容量增加1000mw输电通道容量基本相当(图3中a点)，因此，从新能源送出角度来看，500mw储能电站可替代1000mw输电通道。
[0048]
(3)西部地区建设储能电站1500mw，新能源弃电率约9.81％(图3中b点)，而输电通道容量即使增加2500mw以上，新能源弃电率也高于此值，因此，1500mw储能电站最多可替代2500mw输电通道。
[0049]
如图2所示，本发明的另一目的在于提出一种储能电站替代输电通道容量的分析系统，其特征在于，包括：
[0050]
第一计算模块，用于通过生产模拟仿真计算加入储能电站后系统新能源的第一弃电率指标；
[0051]
第二计算模块，用于不考虑储能情况下，增加新能源基地送出通道输电能力，通过生产模拟计算系统的通道能力增加后的第二弃电率指标，比较输出模块，用于比较第一弃电率指标和第二弃电率指标差值，如果两者相等或者第二弃电率指标基本不再变化，输电通道容量的增加值作为储能电站可替代的输电通道效益，基于可替代的输电通道效益进行电力系统新能源发电规划。
[0052]
如图3所示，本发明第三个目的是提供一种电子设备，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评估高比例新能源系统储能电站替代输电通道容量的分析方法的步骤。
[0053]
本发明第四个目的是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评估高比例新能源系统储能电站替代输电通道容量的分析方法的步骤。
[0054]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机
可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0055]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0056]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0057]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0058]
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。