專(zhuān)利名稱(chēng)：一種適合于含風(fēng)電電力系統(tǒng)儲(chǔ)能功率的優(yōu)化配置方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種適合于含風(fēng)電電力系統(tǒng)儲(chǔ)能功率的優(yōu)化配置方法。
背景技術(shù)：
風(fēng)電的反調(diào)峰特性、難預(yù)測(cè)性及強(qiáng)隨機(jī)波動(dòng) 性給電力系統(tǒng)的功率平衡帶來(lái)極大困擾，僅靠常規(guī)機(jī)組難以滿(mǎn)足要求，日調(diào)度方式的制定也很困難，系統(tǒng)需要具備較強(qiáng)的正/負(fù)功率快速調(diào)節(jié)能力。儲(chǔ)能裝置是解決含風(fēng)電的電力系統(tǒng)功率平衡的有效途徑之一。在中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)CN102593853A中公開(kāi)了一種提高風(fēng)電接納能力的儲(chǔ)能系統(tǒng)容量?jī)?yōu)化配置方法，該方法通過(guò)協(xié)調(diào)儲(chǔ)能成本及多接納風(fēng)電的收益對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)配置容量的影響，合理優(yōu)化儲(chǔ)能系統(tǒng)容量，實(shí)現(xiàn)總收益最大化。在中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)CN102005771A中公開(kāi)了一種針對(duì)風(fēng)、光、儲(chǔ)微電網(wǎng)系統(tǒng)的儲(chǔ)能容量選取方法，該方法通過(guò)仿真預(yù)測(cè)并網(wǎng)模式和孤島模式下的發(fā)電功率與預(yù)測(cè)需求的電量差，計(jì)算兩種模式下儲(chǔ)能設(shè)備容量需求，進(jìn)而計(jì)算微電網(wǎng)系統(tǒng)的儲(chǔ)能容量。在中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)CN102255328A中公開(kāi)了一種基于頻譜分析確定風(fēng)電場(chǎng)接入儲(chǔ)能裝置容量的方法，對(duì)選定的風(fēng)電場(chǎng)一年或多年所發(fā)出的風(fēng)電功率采樣數(shù)據(jù)的平均風(fēng)電功率瓦^(guò)進(jìn)行頻譜分析，將風(fēng)電頻譜中不同周期的風(fēng)電功率歸一化處理后并逐次累加，得到風(fēng)電場(chǎng)所發(fā)出的不同頻段的風(fēng)電能力之和Ei ((KEiU)與周期時(shí)間t的對(duì)應(yīng)關(guān)系曲線(xiàn)，在該曲線(xiàn)上設(shè)定風(fēng)電能量的閥值a(0〈a〈l)，由所設(shè)定的閥值對(duì)應(yīng)的&確定出相應(yīng)的儲(chǔ)能裝置容量為ta。在上述的三種方法中，儲(chǔ)能裝置容量的選取是依據(jù)歷史風(fēng)功率已經(jīng)確定的波動(dòng)特征進(jìn)行計(jì)算，未能考慮風(fēng)功率及負(fù)荷預(yù)測(cè)誤差的穩(wěn)定統(tǒng)計(jì)分布特性，所配置的儲(chǔ)能容量難以反映歷史數(shù)據(jù)以外的情景。且其立足于解決單個(gè)儲(chǔ)能裝置的功率/容量的配置問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種適合于含風(fēng)電電力系統(tǒng)應(yīng)對(duì)風(fēng)功率和負(fù)荷預(yù)測(cè)偏差(稱(chēng)為凈負(fù)荷預(yù)測(cè)偏差)所需的儲(chǔ)能功率的優(yōu)化配置方法，旨在解決含大規(guī)模風(fēng)電系統(tǒng)應(yīng)對(duì)風(fēng)功率和負(fù)荷預(yù)測(cè)誤差所需具有的最小儲(chǔ)能功率和旋轉(zhuǎn)備用這個(gè)問(wèn)題，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中的儲(chǔ)能裝置容量的選取是依據(jù)歷史風(fēng)功率數(shù)據(jù)，未能考慮風(fēng)功率及負(fù)荷預(yù)測(cè)誤差的穩(wěn)定統(tǒng)計(jì)分布特性，所配置的儲(chǔ)能容量難以反映歷史數(shù)據(jù)以外的情景的問(wèn)題。本發(fā)明提供了一種適合于含風(fēng)電電力系統(tǒng)儲(chǔ)能功率的優(yōu)化配置方法，包括下述步驟S1:獲取含風(fēng)電電力系統(tǒng)的風(fēng)功率和負(fù)荷的樣本數(shù)據(jù)；S2 :根據(jù)所述樣本數(shù)據(jù)和儲(chǔ)能功率配置模型獲得正、負(fù)旋轉(zhuǎn)備用容量；所述儲(chǔ)能功率配直I旲型以調(diào)度周期內(nèi)電力系統(tǒng)使用的儲(chǔ)能功率最小為目標(biāo)函數(shù)，以電力系統(tǒng)中火電機(jī)組的額定總出力上限與儲(chǔ)能功率上限之和大于實(shí)際發(fā)生的凈負(fù)荷值為正旋轉(zhuǎn)備用機(jī)會(huì)約束，以電力系統(tǒng)中火電機(jī)組的額定出力總下限與儲(chǔ)能功率下限之和小于實(shí)際發(fā)生的凈負(fù)荷值為負(fù)旋轉(zhuǎn)備用機(jī)會(huì)約束；S3:根據(jù)正、負(fù)旋轉(zhuǎn)備用容量獲得含風(fēng)電電力系統(tǒng)應(yīng)對(duì)凈負(fù)荷預(yù)測(cè)誤差所需的最優(yōu)儲(chǔ)能功率配置。更進(jìn)一步地，所述目標(biāo)函數(shù)為
權(quán)利要求
1.一種適合于含風(fēng)電電力系統(tǒng)儲(chǔ)能功率的優(yōu)化配置方法，其特征在于，包括下述步驟51:獲取含風(fēng)電電力系統(tǒng)的風(fēng)功率和負(fù)荷的樣本數(shù)據(jù)；52:根據(jù)所述樣本數(shù)據(jù)和儲(chǔ)能功率配置模型獲得正、負(fù)旋轉(zhuǎn)備用容量；所述儲(chǔ)能功率配置模型以調(diào)度周期內(nèi)電力系統(tǒng)使用的儲(chǔ)能功率最小為目標(biāo)函數(shù)，以電力系統(tǒng)中火電機(jī)組的額定總出力上限與儲(chǔ)能功率上限之和大于實(shí)際發(fā)生的凈負(fù)荷值為正旋轉(zhuǎn)備用機(jī)會(huì)約束， 以電力系統(tǒng)中火電機(jī)組的額定出力總下限與儲(chǔ)能功率下限之和小于實(shí)際發(fā)生的凈負(fù)荷值為負(fù)旋轉(zhuǎn)備用機(jī)會(huì)約束；S3:根據(jù)正、負(fù)旋轉(zhuǎn)備用容量獲得含風(fēng)電電力系統(tǒng)應(yīng)對(duì)凈負(fù)荷預(yù)測(cè)誤差所需的最優(yōu)儲(chǔ)能功率配置。
2.如權(quán)利要求1所述的優(yōu)化配置方法，其特征在于，所述目標(biāo)函數(shù)為 / = minr/_'i = l， ，r;Cfs表示第t時(shí)段為保證電力系統(tǒng)功率平衡所需配置的儲(chǔ)能功率， Cfs 20，T表示優(yōu)化周期。
3.如權(quán)利要求2所述的優(yōu)化配置方法，其特征在于，所述正旋轉(zhuǎn)備用機(jī)會(huì)約束為PrW-Zf Cf+堂芄} ，所述負(fù)旋轉(zhuǎn)備用機(jī)會(huì)約束為Prlifj-1f」- , ;ng表示火電機(jī)組的臺(tái)數(shù)，表示第t時(shí)段電力系統(tǒng)負(fù)f=1荷實(shí)際值，if’·4表示第t時(shí)段電力系統(tǒng)風(fēng)功率實(shí)際值，表示第i臺(tái)火電機(jī)組的額定出力上限，ff表示第i臺(tái)火電機(jī)組的額定出力下限，ars表示置信度水平，Pr表示概率。
4.如權(quán)利要求1或3所述的優(yōu)化配置方法，其特征在于，所述步驟S2具體為521:根據(jù)歷史的負(fù)荷數(shù)據(jù)、歷史的風(fēng)功率數(shù)據(jù)以及對(duì)應(yīng)時(shí)段的風(fēng)功率預(yù)測(cè)偏差和負(fù)荷預(yù)測(cè)偏差獲得凈負(fù)荷預(yù)測(cè)誤差；522:采用非參數(shù)估計(jì)的方法獲得凈負(fù)荷預(yù)測(cè)誤差的累積概率分布函數(shù)和其逆函數(shù)；523:根據(jù)逆函數(shù)將正、負(fù)旋轉(zhuǎn)備用機(jī)會(huì)約束轉(zhuǎn)換成正、負(fù)旋轉(zhuǎn)備用確定性約束；524:根據(jù)正、負(fù)旋轉(zhuǎn)備用確定性約束獲得正、負(fù)旋轉(zhuǎn)備用容量。
5.如權(quán)利要求4所述的優(yōu)化配置方法，其特征在于，所述凈負(fù)荷預(yù)測(cè)誤差為(fr = Hf，Α ^為第t時(shí)段的風(fēng)功率預(yù)測(cè)偏差，A nr為第t時(shí)段的負(fù)荷預(yù)測(cè)偏差，表示第t時(shí)段電力系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)值，if’F表示第t時(shí)段電力系統(tǒng)風(fēng)功率預(yù)測(cè)值。
6.如權(quán)利要求4所述的優(yōu)化配置方法，其特征在于，所述正、負(fù)旋轉(zhuǎn)備用確定性約束分別為Cfs +ΣΛ > {PtL-F -d + Os))和；-Cfs < (PtL-F-^F)(l-F-l(ars))； Λ}1-] i=\第t時(shí)段凈負(fù)荷預(yù)測(cè)誤差累積分布函數(shù)的逆函數(shù)。
7.如權(quán)利要求4所述的優(yōu)化配置方法，其特征在于，所述正、負(fù)旋轉(zhuǎn)備用容量分別為 (if f -/f’F)(i+i=r如 ))和(if f -mm ο
8.如權(quán)利要求4所述的優(yōu)化配置方法，其特征在于，所述步驟S3具體包括S31:根據(jù)電力系統(tǒng)中所有火電機(jī)組的最大出力之和以及正旋轉(zhuǎn)備用容量獲得電力系統(tǒng)所需的正儲(chǔ)能功率；.532:根據(jù)電力系統(tǒng)中所有火電機(jī)組的最小出力之和以及負(fù)旋轉(zhuǎn)備用容量獲得電力系統(tǒng)所需的負(fù)儲(chǔ)能功率；.533:將所述正儲(chǔ)能功率和所述負(fù)儲(chǔ)能功率絕對(duì)值的最大值作為含風(fēng)電電力系統(tǒng)應(yīng)對(duì)凈負(fù)荷預(yù)測(cè)誤差所需的最優(yōu)儲(chǔ)能功率配置。
9.如權(quán)利要求8所述的優(yōu)化配置方法，其特征在于，所述含風(fēng)電電力系統(tǒng)第t時(shí)段應(yīng)對(duì)凈負(fù)荷誤差所需的最優(yōu)儲(chǔ)能功率配置為
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種適合于含風(fēng)電電力系統(tǒng)儲(chǔ)能功率的優(yōu)化配置方法，該方法包括S1獲取含風(fēng)電電力系統(tǒng)的風(fēng)功率和負(fù)荷的樣本數(shù)據(jù)；S2根據(jù)所述樣本數(shù)據(jù)和儲(chǔ)能功率配置模型獲得正、負(fù)旋轉(zhuǎn)備用容量；所述儲(chǔ)能功率配置模型以調(diào)度周期內(nèi)電力系統(tǒng)使用的儲(chǔ)能功率最小為目標(biāo)函數(shù)，以電力系統(tǒng)中火電機(jī)組的額定總出力上限與儲(chǔ)能功率上限之和大于實(shí)際發(fā)生的凈負(fù)荷值為正旋轉(zhuǎn)備用機(jī)會(huì)約束，以電力系統(tǒng)中火電機(jī)組的額定出力總下限與儲(chǔ)能功率下限之和小于實(shí)際發(fā)生的凈負(fù)荷值為負(fù)旋轉(zhuǎn)備用機(jī)會(huì)約束；S3根據(jù)正、負(fù)旋轉(zhuǎn)備用容量獲得含風(fēng)電電力系統(tǒng)應(yīng)對(duì)凈負(fù)荷預(yù)測(cè)誤差所需的最優(yōu)儲(chǔ)能功率配置。本發(fā)明能獲得最小儲(chǔ)能功率配置，保證安全運(yùn)行，節(jié)約成本。
文檔編號(hào)H02J3/28GK103023066SQ20121047557
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月21日
發(fā)明者黎靜華, 文勁宇, 程時(shí)杰 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)