一种电力系统混合储能优化配置方法、介质及系统与流程

本发明涉及电力系统，尤其涉及一种电力系统混合储能优化配置方法、介质及系统。

背景技术：

1、据统计， 2021年全国可再生能源发电量达2.48万亿千瓦时，占社会总用电量的29.8％。然而，可再生能源出力具有不确定性和波动性，出力日内波动幅度最高可达80％-100％，峰谷特性鲜明，可再生能源的大规模并网将给电力系统的安全稳定运行造成极大威胁。为了保证供需平衡，弃风、弃光事件时有发生，造成了巨大的资源浪费和经济损失。因此，亟须探索行之有效的方法来缓减可再生能源消纳难题。

2、储能作为一种高效的能量存储设备，其可以通过电能的存储和释放，维持电力系统的供需平衡，促进可再生能源并网，有效缓解这一难题。现有的储能技术，根据充放电性能特征分为能量型和功率型两大类。但现有的单一储能无法从技术特性和经济成本上覆盖所有的应用场合。混合储能系统的组合模式灵活多样，应用研究也十分火热。在平抑新能源出力波动方面，现有研究分别提出了锂电池-超级电容、全钒液流电池-超级电容、蓄电池-飞轮储能、压缩空气储能-超级电容、蓄电池-超导储能和抽水蓄能-电池储能等多种组合模式。大多数的混合储能组合的构建都是基于能量型储能搭配功率型储能的原则。蓄电池与超级电容是当今储能研究的热点，二者在技术上可以互相补充，组成的混合储能系统可以兼顾二者的优点，适用于瞬时功率大、平均功率相对较低的波动性负荷工作场合。因此，本发明拟开展蓄电池-超级电容器混合储能的容量优化配置研究。

3、但是，由于材料、技术等水平的限制，储能造价仍然居高不下。如何在未来高比例可再生能源并网的背景下，兼顾经济性和有效性，实现储能的最优选址定容，成为现阶段亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种电力系统混合储能优化配置方法、介质及系统，以解决现有技术缺少在高比例可再生能源并网的背景下，兼顾经济性和有效性，实现储能的最优选址定容的方案的问题。

2、第一方面，提供一种电力系统混合储能优化配置方法，包括：

3、采用枚举法生成每一场景下ieee节点系统的不同故障状态，其中，所述故障状态为至少一元件故障并且故障的元件数量不超过三个；

4、计算每一场景下所述ieee节点系统的每一故障状态的每一故障元件的风险分摊部分的值；

5、基于每一场景下所述ieee节点系统的每一故障状态的每一故障元件的风险分摊部分的值，识别每一场景下的薄弱元件，得到对应的所述ieee节点系统的恶劣故障场景；

6、基于所述ieee节点系统的恶劣故障场景，建立所述ieee节点系统的混合储能优化模型和约束条件；

7、在所述约束条件的约束下，求解所述混合储能优化模型，得到所述ieee 节点系统的每个节点配置的蓄电池的额定容量、额定功率和充放电功率，以及，超级电容的额定容量、额定功率和充放电功率。

8、第二方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令；所述计算机程序指令被处理器执行时实现如上述第一方面实施例所述的电力系统混合储能优化配置方法。

9、第三方面，提供一种电力系统混合储能优化配置系统，包括：如上述第二方面实施例所述的计算机可读存储介质。

10、这样，本发明实施例，针对可再生能源大规模并网背景下面向可靠性的混合储能优化配置问题，充分考虑网架对储能配置的影响，基于可靠性跟踪的思想，通过薄弱环节辨识理论分析在不同运行场景下的高风险设备，在此基础上找到系统的恶劣故障场景，以投资成本和运行成本最低为目标函数，建立了面向风险的两阶段混和储能优化配置模型，得到了适用于多种高风险故障场景的混合储能配置的鲁棒解，在兼顾经济性的条件下，显著提升系统在实际运行中的可靠性。

技术特征：

1.一种电力系统混合储能优化配置方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的电力系统混合储能优化配置方法，其特征在于，所述混合储能优化模型包括：

3.根据权利要求2所述的电力系统混合储能优化配置方法，其特征在于，所述约束条件包括：

4.根据权利要求1所述的电力系统混合储能优化配置方法，其特征在于，所述计算每一场景下所述ieee节点系统的每一故障状态的每一故障元件的风险分摊部分的值的步骤，包括：

5.根据权利要求1所述的电力系统混合储能优化配置方法，其特征在于，所述得到对应的所述ieee节点系统的恶劣故障场景的步骤，包括：

6.根据权利要求5所述的电力系统混合储能优化配置方法，其特征在于，所述确定排序在先的预设数量的元件为故障元件的步骤包括：

7.根据权利要求1所述的电力系统混合储能优化配置方法，其特征在于，所述场景包括：负荷场景和新能源出力场景。

8.根据权利要求1所述的电力系统混合储能优化配置方法，其特征在于，所述故障状态基于元件停运模型生成，所述元件停运模型的元件状态包括：正常运行状态和强迫停运状态。

9.一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上存储有计算机程序指令；所述计算机程序指令被处理器执行时实现如权利要求1～8中任一项所述的电力系统混合储能优化配置方法。

10.一种电力系统混合储能优化配置系统，其特征在于，包括：如权利要求9所述的计算机可读存储介质。

技术总结
本发明公开一种电力系统混合储能优化配置方法、介质及系统，包括：采用枚举法生成每一场景下IEEE节点系统的不同故障状态；计算每一场景下IEEE节点系统的每一故障状态的每一故障元件的风险分摊部分的值；基于每一场景下IEEE节点系统的每一故障状态的每一故障元件的风险分摊部分的值，识别每一场景下的薄弱元件，得到对应的IEEE节点系统的恶劣故障场景；基于IEEE节点系统的恶劣故障场景，建立IEEE节点系统的混合储能优化模型和约束条件；在约束条件的约束下，求解混合储能优化模型，得到IEEE节点系统的每个节点配置的蓄电池、超级电容的额定容量、额定功率和充放电功率。本发明兼顾经济性并提升系统实际运行的可靠性。

技术研发人员：丁茂生,衣立东,李旭涛,李宏强,胡博,马鑫,李春燕,薛飞,邵常政,周雷,杨慧彪,顾雨嘉,张汉花,周杨涵,顾文波,任勇,唐瞻文,吴玫蓉,徐钽
受保护的技术使用者：国网宁夏电力有限公司电力科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14