本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)中共享儲能電站規(guī)劃，尤其涉及一種考慮分區(qū)備用的電網(wǎng)側(cè)共享儲能配置方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、儲能系統(tǒng)具有雙向調(diào)節(jié)、響應(yīng)速度快等特點(diǎn)，有助于消除電網(wǎng)發(fā)展過程中可能出現(xiàn)的各類運(yùn)行瓶頸，提高電力保障能力。通過建立共享儲能，可滿足新型電力系統(tǒng)對靈活調(diào)節(jié)資源的需求和要求，提高新能源的利用效率。通過對風(fēng)電、光伏等清潔能源為主體的區(qū)域配置儲能并建立共享儲能模式，可解決風(fēng)電、光伏之間缺乏聯(lián)動、多能互補(bǔ)等問題，并實(shí)現(xiàn)電源側(cè)電能高質(zhì)量輸出。

2、新能源場站方面，大型共享儲能系統(tǒng)可以在提供新能源場站需求的同時(shí)，作為一個(gè)獨(dú)立的實(shí)體為系統(tǒng)提供輔助服務(wù)。用戶方面，鑒于不同用戶之間能源消費(fèi)的時(shí)間互補(bǔ)性，共享使用單個(gè)儲能單元在不久的將來是一種有前途的商業(yè)模式。

3、目前共享經(jīng)濟(jì)研究缺乏系統(tǒng)的理論體系，在共享儲能規(guī)劃中也存在相比于新能源獨(dú)立自建儲能的經(jīng)濟(jì)性問題。因此，研究高比例新能源接入下的新型電力系統(tǒng)共享儲能需求計(jì)算是促進(jìn)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要內(nèi)容。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，并提供一種考慮分區(qū)備用的電網(wǎng)側(cè)共享儲能配置方法及系統(tǒng)。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明具體采用如下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種考慮分區(qū)備用的電網(wǎng)側(cè)共享儲能配置方法，其包括以下步驟：

4、s1：通過電網(wǎng)區(qū)域的典型場景負(fù)荷曲線和新能源出力曲線提取電網(wǎng)區(qū)域的凈負(fù)荷量級水平和凈負(fù)荷波動程度；

5、s2：以全網(wǎng)凈負(fù)荷量級水平和全網(wǎng)凈負(fù)荷波動程度為基準(zhǔn)，對電網(wǎng)區(qū)域的凈負(fù)荷量級水平和凈負(fù)荷波動程度標(biāo)幺化，得到電網(wǎng)區(qū)域的負(fù)荷分區(qū)備用系數(shù)和新能源分區(qū)備用系數(shù)；

6、s3：基于電網(wǎng)區(qū)域的負(fù)荷分區(qū)備用系數(shù)和電網(wǎng)區(qū)域的新能源分區(qū)備用系數(shù)對各電網(wǎng)區(qū)域備用容量進(jìn)行調(diào)整，在滿足電網(wǎng)運(yùn)行約束條件的前提下，以電力系統(tǒng)總成本最低為目標(biāo)函數(shù)，對所述目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行求解，將得到的求解結(jié)果作為共享儲能配置的容量和位置，完成各電網(wǎng)區(qū)域的共享儲能配置。

7、在上述方案基礎(chǔ)上，各步驟可以采用如下優(yōu)選的具體方式實(shí)現(xiàn)。

8、作為優(yōu)選，步驟s1中，電網(wǎng)區(qū)域的凈負(fù)荷量級水平和凈負(fù)荷波動程度的函數(shù)形式如下：

9、

10、式中：為電網(wǎng)區(qū)域u凈負(fù)荷量級水平；為電網(wǎng)區(qū)域u凈負(fù)荷波動程度；為場景k中節(jié)點(diǎn)i在時(shí)刻t的負(fù)荷；表示場景k中節(jié)點(diǎn)i在所有時(shí)刻的負(fù)荷；為場景k中位于節(jié)點(diǎn)i的風(fēng)電機(jī)組在時(shí)刻t的實(shí)際出力；表示場景k中位于節(jié)點(diǎn)i的風(fēng)電機(jī)組在所有時(shí)刻的實(shí)際出力；為場景k中位于節(jié)點(diǎn)i的光伏在時(shí)刻t的實(shí)際出力；表示場景k中位于節(jié)點(diǎn)i的光伏在所有時(shí)刻的實(shí)際出力；pk為場景k的概率；|*|表示取數(shù)據(jù)*的絕對值；δ(*)表示一個(gè)周期內(nèi)數(shù)據(jù)*的方差；為電網(wǎng)區(qū)域u內(nèi)節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)；k為場景集合；t為一個(gè)場景的周期。

11、作為優(yōu)選，步驟s2中，全網(wǎng)凈負(fù)荷量級水平和全網(wǎng)凈負(fù)荷波動程度的函數(shù)形式如下：

12、

13、式中：分別為全網(wǎng)凈負(fù)荷量級水平和全網(wǎng)凈負(fù)荷波動程度；nd為電力系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)數(shù)量。

14、作為優(yōu)選，步驟s2中，電網(wǎng)區(qū)域的負(fù)荷分區(qū)備用系數(shù)和電網(wǎng)區(qū)域的新能源分區(qū)備用系數(shù)的函數(shù)形式如下：

15、

16、式中：分別為電網(wǎng)區(qū)域u負(fù)荷、新能源的分區(qū)備用系數(shù)；σ20、σ30分別為負(fù)荷、新能源備用系數(shù)基值。

17、作為優(yōu)選，步驟s3中，所述電網(wǎng)運(yùn)行約束條件由電力系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)電力電量平衡約束、儲能約束和分區(qū)備用容量約束構(gòu)成；所述電力系統(tǒng)總成本f由棄風(fēng)成本fwind、棄光成本fsolar、切負(fù)荷成本fds、常規(guī)機(jī)組運(yùn)行成本fg和儲能建設(shè)運(yùn)維成本fess相加而成。

18、作為優(yōu)選，步驟s3中，所述目標(biāo)函數(shù)的函數(shù)形式如下：

19、min?f＝(fwind+fsolar+fds+fg+fess)

20、

21、fess＝fcs+fop

22、

23、式中，為場景k中位于節(jié)點(diǎn)i的風(fēng)電機(jī)組在時(shí)刻t的最大出力；cw為風(fēng)電上網(wǎng)電價(jià)；為場景k中位于節(jié)點(diǎn)i的光伏在時(shí)刻t的最大出力；cs為光伏上網(wǎng)電價(jià)；為場景k中節(jié)點(diǎn)i在時(shí)刻t的切負(fù)荷功率；cd為單位切負(fù)荷成本；pk,i(t)為場景k中位于節(jié)點(diǎn)i的常規(guī)機(jī)組在時(shí)刻t的出力；為常規(guī)機(jī)組運(yùn)行成本系數(shù)；fcs表示儲能建設(shè)成本；fop表示儲能運(yùn)行維護(hù)成本；cfixed為儲能固定成本；cp為儲能單位功率造價(jià)；ce為儲能單位容量造價(jià)；為是否建設(shè)儲能的0-1變量，表示不建設(shè)儲能，表示建設(shè)儲能；分別為儲能的額定功率和額定容量；tlife為儲能使用年限；r為貼現(xiàn)率；kop為儲能運(yùn)行維護(hù)成本系數(shù)。

24、作為優(yōu)選，步驟s3中，所述電力系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)電力電量平衡約束的函數(shù)形式如下：

25、

26、式中，分別為場景k中位于節(jié)點(diǎn)i的儲能在時(shí)刻t的充、放電功率；表示在時(shí)刻t從節(jié)點(diǎn)i到線路j的線路傳輸功率；為節(jié)點(diǎn)i與線路j的關(guān)聯(lián)系數(shù)，若線路j功率流入節(jié)點(diǎn)i，則取1，若線路j功率流出節(jié)點(diǎn)i，則取-1，若線路j與節(jié)點(diǎn)i無關(guān)聯(lián)，則取0；σ為最大切負(fù)荷比例。

27、作為優(yōu)選，步驟s3中，所述分區(qū)備用容量約束的函數(shù)形式如下：

28、

29、式中，分別為位于節(jié)點(diǎn)i的常規(guī)機(jī)組最大、最小出力；分別為場景k中位于節(jié)點(diǎn)i的儲能在時(shí)刻t的上調(diào)頻、下調(diào)頻功率；uk,i(t)為場景k中位于節(jié)點(diǎn)i的常規(guī)機(jī)組啟停0-1變量，uk,i(t)＝0表示機(jī)組處于關(guān)閉狀態(tài)，uk,i(t)＝1表示機(jī)組處于開機(jī)狀態(tài)；pk,i(t)表示位于節(jié)點(diǎn)i的常規(guī)機(jī)組在時(shí)刻t的實(shí)際出力。

30、作為優(yōu)選，步驟s3中，所述儲能約束的函數(shù)形式如下：

31、

32、

33、sk,i(0)＝sk,i(t)

34、smin≤sk,i(t)≤smax

35、式中，表示儲能充電工作狀態(tài)的0-1變量；表示儲能放電工作狀態(tài)的0-1變量；smax、smin分別為儲能荷電狀態(tài)的上下限；ηch為儲能充電效率；ηdch為儲能放電效率；sk,i(t)、sk,i(t-1)分別為在時(shí)刻t、t-1下的儲能荷電狀態(tài)；sk,i(0)為初始儲能荷電狀態(tài)；sk,i(t)為在時(shí)刻t下的儲能荷電狀態(tài)。

36、第二方面，本發(fā)明提供了一種考慮分區(qū)備用的電網(wǎng)側(cè)共享儲能配置系統(tǒng)，其包括：

37、特征提取模塊，用于通過電網(wǎng)區(qū)域的典型場景負(fù)荷曲線和新能源出力曲線提取電網(wǎng)區(qū)域的凈負(fù)荷量級水平和凈負(fù)荷波動程度；

38、分區(qū)備用系數(shù)獲取模塊，用于以全網(wǎng)凈負(fù)荷量級水平和全網(wǎng)凈負(fù)荷波動程度為基準(zhǔn)，對電網(wǎng)區(qū)域的凈負(fù)荷量級水平和凈負(fù)荷波動程度標(biāo)幺化，得到電網(wǎng)區(qū)域的負(fù)荷分區(qū)備用系數(shù)和新能源分區(qū)備用系數(shù)；

39、共享儲能配置模塊，用于通過電網(wǎng)區(qū)域的負(fù)荷分區(qū)備用系數(shù)和電網(wǎng)區(qū)域的新能源分區(qū)備用系數(shù)對各電網(wǎng)區(qū)域備用容量進(jìn)行調(diào)整，在滿足電網(wǎng)運(yùn)行約束條件的前提下，以電力系統(tǒng)總成本最低為目標(biāo)函數(shù)，對所述目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行求解，將得到的求解結(jié)果作為共享儲能配置的容量和位置，完成各電網(wǎng)區(qū)域的共享儲能配置。

40、本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)而言，具有以下有益效果：

41、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種考慮分區(qū)備用的電網(wǎng)側(cè)共享儲能配置方法及系統(tǒng)，在保證各電網(wǎng)區(qū)域備用容量合理儲備的前提下，完成了各電網(wǎng)區(qū)域的共享儲能配置，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性。