平抑电力系统中可再生能源电源输出功率波动的方法

摘要

本发明公开了一种平抑电力系统中可再生能源电源输出功率波动的方法，是由电池模块组成电池型储能电站，根据电池模块的充放电情况进行储能电站工作状态划分；根据预测，给出一个功率平抑周期内各时段的负荷预测值和可再生能源电源输出功率预测值，并由负荷预测值与可再生能源电源输出功率的差值加上网损得出电力系统的功率差缺额；设置储能电站的能量约束条件、常规机组的总出力约束条件和爬坡约束条件；设计动态规划算法，以系统中火电机组在一个平抑周期内各时段间的总输出功率变化值的绝对值之和最小为目标，在满足约束条件的前提下，求得储能电站的最优调度方案。本发明用于平抑可再生能源电源输出功率波动，实现对可再生能源电源最大化利用。

主权项

1.平抑电力系统中可再生能源电源输出功率波动的方法，其特征在于按以下步骤进行：(1)由N个并联运行、可独立进行充放电控制的电池模块构成电池型储能电站接入指定电压等级的电力系统；根据各电池模块的充放电状态，将储能电站的工作状态划分为2N+1种：s₁、s₂、…、s_i、…s_2N+1，其中s_i表示储能电站的第i种工作状态，以储能电站的2N+1种工作状态构成储能电站的工作状态集S；(2)给定进行可再生能源电源输出功率波动平抑的起始时刻、平抑周期T，以及平抑周期内的时段数n；可再生能源电源输出功率的波动是以平抑周期T为单元进行平抑，一个平抑周期T划分为n个时段，使用t时段表示一个平抑周期中的第t个时段，t∈[1，n]；通过预测，获取平抑周期T内t时段的可再生能源电源输出功率预测值P_t.GFor和电力系统负荷预测值P_t.Load，将t取值为1到n，分别获得逐时段的输出功率预测值P_t.GFor和电力系统负荷预测值P_t.Load；(3)对电力系统在平抑周期T内t时段的网损P_t.Loss按照P_t.Loss＝ρ×P_t.Load进行估算；其中ρ是电力系统对历史运行工况进行统计分析后获得的网损率，ρ为给定值；t时段电力系统中的功率差额为：P_t.Vac＝P_t.Loss+P_t.Load-P_t.GFor，将t取值为1到n，分别获得逐时段的电力系统功率差额P_t.Vac；(4)设置储能电站能量约束条件、电力系统中火电机组的总出力约束条件和火电机组的爬坡速率约束条件；所述储能电站能量约束条件为E_t∈[E_Min，E_Max]，其中E_t表示在t时段结束时刻，储能电站的能量值，E_Min为储能电站必须存储的最小能量、E_Max为储能电站所能存储的最大能量；所述火电机组的总出力约束条件是电力系统中火电机组总输出功率上限值P_G.Max和输出功率下限值P_G.Min；所述火电机组的爬坡速率约束条件是限定各火电机组输出功率变化速率的限值，表示为升速约束和降速约束；所述升速约束为：P_t，Gi-P_t-1，Gi≤P_i，Asc，其中P_t，Gi为第i台火电机组在t时段的输出功率，P_i，Asc为第i台机组的升速限值；所述降速约束为：P_t-1，Gi-P_t，Gi≤P_i，Dsc，其中P_i，Dsc为第i台火电机组的降速限值；(5)设计动态规划算法，以火电机组在一个平抑周期T内各时段间的总输出功率变化值的绝对值之和最小为目标函数：其中，s_t，i为储能电站在t时段工作于s_i状态；P_t(s_t，i)为火电机组在t时段、储能电站工作于s_i状态下火电机组总输出功率值；由储能电站能量约束条件确定t时段的储能电站的可行工作状态集S_t，s_t，i∈S_t；由火电机组的总出力约束条件和火电机组的爬坡速率约束条件以及储能电站能量约束条件，依次确定S_t中所有状态和S_t-1中所有状态之间所有可行状态转移路线，以及每条状态转移后的P_t(s_t，i)；通过建立状态转移代价$J_t\left(s_{t,i}\right)=\underset{s_{t-1,j}\in S_{t-1}}{\min }\{J_{t-1}\left(s_{t-1,j}\right)+|P_t\left(s_{t,i}\right)-P_{t-1}\left(s_{t-1,j}\right)\left|\right\}$的评价指标，将目标函数的求解变为分时段转移代价的求解；通过分时段转移代价的求解，寻找出一个由储能电站各时段工作状态构成的最优工作状态集S_w，所述S_w即为目标函数的解，也就是功率波动平抑周期内的储能电站的最优运行方案。