一種風電儲能發(fā)電系統(tǒng)的置信容量評估方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種風電儲能發(fā)電系統(tǒng)的置信容量評估方法。本發(fā)明應(yīng)用于包含風電以及儲能的輸電網(wǎng)規(guī)劃中，不僅能夠通過弦截法簡便地計算特定輸入的風電的置信容量，而且能夠從置信容量的角度出發(fā)考慮儲能與風電捆綁的策略，從而較為準確地估計特定配置的風電儲能系統(tǒng)的置信容量，該方法能夠解決輸電網(wǎng)規(guī)劃中風電儲能發(fā)電系統(tǒng)的容量配置問題，能夠在滿足負荷需求的條件下盡可能精簡風電場的建設(shè)，對輸電網(wǎng)規(guī)劃具有重要的借鑒意義。
【專利說明】一種風電儲能發(fā)電系統(tǒng)的置信容量評估方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種風電儲能發(fā)電系統(tǒng)的置信容量評估方法，屬于風力發(fā)電領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著能源危機和環(huán)境保護壓力的日益增大，新能源的開發(fā)與利用受到越來越多的重視。在目前應(yīng)用較多的可再生能源中，作為發(fā)展最為迅速，應(yīng)用最為成熟的可再生能源發(fā)電技術(shù)之一，風電具有無污染，投資周期短等優(yōu)點。目前，我國風電裝機容量已達4200萬KW，居世界首位。預(yù)計裝機容量于2015年達到9000萬KW，2020年達到1.5億KW的目標。因此，風電對于改善我國的能源結(jié)構(gòu)，保護環(huán)境具有重要的意義。
[0003]然而，風電的開發(fā)利用在帶來巨大環(huán)境效益的同時，間歇性與隨機性的特點使其大規(guī)模的推廣面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。通常在實際使用中，認為風電只有電量價值，而忽略其容量價值，隨著風電在電網(wǎng)中滲透率的不斷加大，會造成嚴重的過度投資和資源浪費，因此如何挖掘與提高風力發(fā)電的容量價值成為風電大規(guī)模推廣需要解決的問題。
[0004]如圖1所示，現(xiàn)有的風電機組和儲能系統(tǒng)與常規(guī)機組平行的接入輸電網(wǎng)絡(luò)，并經(jīng)由輸電網(wǎng)絡(luò)輸送至負荷側(cè)。
[0005]目前一般采用有效載荷量來衡量系統(tǒng)的置信容量，ELCC為風電接入前后，系統(tǒng)負荷可以增加的容量。目前，隨機生產(chǎn)模擬是評估風電置信容量的主流方法，一般在蒙特卡洛仿真中使用序列化的方法描述常規(guī)機組、風電機組以及負荷的隨機性。但是對于捆綁儲能后的風電系統(tǒng)的容量卻沒有很好的方法可以評估以使其列入輸電網(wǎng)規(guī)劃中，造成了風電發(fā)電容量的浪費。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明目的:本發(fā)明提出一種風電儲能發(fā)電系統(tǒng)的置信容量評估方法，解決了輸電網(wǎng)規(guī)劃中風電儲能系統(tǒng)容量的估算與配置問題。
[0007]技術(shù)方案:本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種風電儲能發(fā)電系統(tǒng)的置信容量評估方法，包括以下步驟:
[0008]I)計算未加入風電機組和儲能系統(tǒng)之前的發(fā)電可靠性指標，即考慮常規(guī)機組停運率的供電可靠性指標，在蒙特卡洛仿真中進行隨機模擬；
[0009]2)在電網(wǎng)出力中加入風電機組的年出力曲線，計算在此基礎(chǔ)上負荷側(cè)能夠額外增加的容量，再等效到網(wǎng)側(cè)為風電機組在等供電可靠性下可以替代的常規(guī)機組容量，即風電機組的置信容量；
[0010]3)加入儲能系統(tǒng)后計算風電儲能系統(tǒng)置信容量。
[0011]優(yōu)選地，所述步驟3)還包括以下步驟:
[0012]首先以步驟2)中計算得出的置信容量數(shù)值加入到負荷側(cè)中，形成以拉近出力曲線與負荷曲線為目的的目標函數(shù)，目標函數(shù)表述如下:

【權(quán)利要求】
1.一種風電儲能發(fā)電系統(tǒng)的置信容量評估方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)計算未加入風電機組和儲能系統(tǒng)之前的發(fā)電可靠性指標，即考慮常規(guī)機組停運率的供電可靠性指標，在蒙特卡洛仿真中進行隨機模擬； 2)在電網(wǎng)出力中加入風電機組的年出力曲線，計算在此基礎(chǔ)上負荷側(cè)能夠額外增加的容量，再等效到網(wǎng)側(cè)為風電機組在等供電可靠性下可以替代的常規(guī)機組容量，即風電機組的置信容量； 3)加入儲能系統(tǒng)后計算風電儲能系統(tǒng)置信容量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述風電儲能發(fā)電系統(tǒng)的置信容量評估方法，其特征在于，所述步驟3)還包括以下步驟: 首先以步驟2)中計算得出的置信容量數(shù)值加入到負荷側(cè)中，形成以拉近出力曲線與負荷曲線為目的的目標函數(shù)，目標函數(shù)表述如下:
Pdyn ⑴=Pwind (t) +Pcon (t) +Pi+ (t) -Pr (t)
Ppian ⑴=Pload ⑴+Pcre ⑴ 其中，Pi+(t)表示儲能放出的電量，Pi_(t)表示儲能所充的電量，Pwind(t)為風電功率，Pcon(t)為常規(guī)機組出力，PlMd(t)為負荷值，P_(t)為在當前置信容量估算下負荷側(cè)增加的值。Pdyn(t)表示電網(wǎng)側(cè)的總出力，Pplan⑴表示負荷側(cè)總的負荷量； 運用例子群算法對該目標函數(shù)進行尋優(yōu)，選擇每個時間充放電量ρζα)與PiIt)為粒子中的參數(shù)，計算得到儲能周期內(nèi)的控制策略，將該策略作用于風電出力曲線后運用步驟3中的方法進行置信容量計算，得到該步中風系統(tǒng)的置信容量值。檢驗相鄰兩次計算出的容量值的差距是否滿足收斂條件，若滿足，則停止迭代，不滿足則帶入下一步形成新的目標函數(shù)，不斷循環(huán)，直到收斂，所得到的容量值即為該風電儲能系統(tǒng)的置信容量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風電儲能發(fā)電系統(tǒng)的置信容量評估方法，其特征在于，所述步驟2)還包括: 在步驟I)中的網(wǎng)側(cè)加入風電機組，計算系統(tǒng)發(fā)電可靠性指標，負荷側(cè)加入與風電裝機容量相同的容量再計算發(fā)電可靠性指標，其中負荷曲線按照與原負荷容量大小的對比同比例縮放，得到的值在坐標系中分別用B與A表示； 確定A點與B點在直角坐標系中相連形成的直線，記為I1,11與y = X(X為系統(tǒng)原發(fā)電可靠性水平)的直線交于點C ； 以C點的橫坐標作為新的負荷側(cè)的值，依據(jù)步驟I)帶入到系統(tǒng)中計算得到新的發(fā)電可靠性指標，記為點D ; 不斷按照上一步驟進行迭代計算，不斷逼近曲線與I = X的交點Z，Z點對應(yīng)的增加的負荷側(cè)的容量值即為風電的置信容量值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風電儲能發(fā)電系統(tǒng)的置信容量評估方法，其特征在于，所述步驟I)還包括: 窮舉常規(guī)機組的工作狀態(tài)，形成狀態(tài)空間，每一個狀態(tài)空間對應(yīng)相應(yīng)的網(wǎng)側(cè)出力值； 常規(guī)機組的雙狀態(tài)模型表述如下:ti — _tMTTFln y I
t2 — _tMTTRln y 2 其中，^與￥2為[0，1]之間的隨機采樣，可以由程序隨機產(chǎn)生，tMTTF和tMTTK分別為平均正常工作時間和平均故障時間，可從步驟I中輸入的數(shù)據(jù)采集獲得； 將得到的最大故障時間確定為系統(tǒng)該周期的故障時間，最小工作時間確定該周期的工作時間，根據(jù)形成的狀態(tài)空間在設(shè)定的運行周期內(nèi)形成常規(guī)機組出力的時序序列； LOLE計算公式表述如下:
將電網(wǎng)側(cè)的出力值Ci小于負荷值Li的概率相加，計算年平均L0LE。
【文檔編號】G06Q50/06GK104077664SQ201410326792
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月9日
【發(fā)明者】陳麗娟, 吳馳, 許曉慧, 曾平良, 徐青山, 徐瓊 申請人:東南大學(xué), 中國電力科學(xué)研究院, 國網(wǎng)寧夏電力公司