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(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211163037.7 (22)申请日 2022.09.23 (71)申请人 湖北省电力勘测设计院有限公司 地址 430040 湖北省武汉市东西湖区新 桥 四路1号 (72)发明人 邓少平 赵璐 龚青 彭朝钊 范黎 张哲原 (74)专利代理 机构 南京纵横知识产权代理有限 公司 32224 专利代理师 张倩倩 (51)Int.Cl. H02J 3/28(2006.01) H02J 15/00(2006.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 10/06(2012.01)G06Q 50/06(2012.01) (54)发明名称 一种基于电力系统时序生产模拟的储能容 量优化配 置方法 (57)摘要 本发明公开一种基于电力系统时序生产模 拟的储能容量优化配置方法, 包括: 确定基于机 组聚合的电力系统 时序生产模拟模 型, 以最小化 系统运行成本和最大化新能源出力为优化目标, 对目标规划时段的电力系统时序运行过程进行 模拟计算, 得到储能规划容量参考值; 确定基于 逐日滚动的电力系统时序生产模拟模 型, 用于求 解指定储能规划容量下的新能源消纳值; 按照设 定的新能源消纳值边界进行储能规划容量的迭 代优化, 使得储能规划容量对应的新能源消纳率 逼近预设的新能源消纳率; 得到目标规划时段的 最优储能规划容量。 本发明能够快速准确地分析 得到满足新能源消纳要求的储能容量优化配置, 提升电力系统新能源消纳能力及运行稳定性。 权利要求书5页 说明书14页 附图2页 CN 115425668 A 2022.12.02 CN 115425668 A 1.一种基于电力系统时序生产模拟的储能容 量优化配置方法, 其特 征是, 包括: 确定基于 机组聚合的电力系统时序生产模拟模型; 利用所述基于机组聚合的电力系统时序生产模拟模型, 以最小化系统运行成本和最大 化新能源出力为优化 目标, 对目标规划时段 的电力系统时序运行过程进行模拟计算, 求解 得到目标规划时段的储能规划容 量参考值; 确定基于逐日滚动的电力系统时序生产模拟模型, 用于求解指定储能规划容量下的新 能源消纳值; 按照设定的新能源消纳值边界进行储能规划容量的迭代优化, 使得储能规划容量对应 的新能源消纳率逼近预设的新能源消纳率期望值: 基于所述目标规划时段的储能规划容量 参考值, 在每次迭代中, 调整储能规划容量, 基于调整后的储能规划容量利用所述基于逐日 滚动的电力系统时序生产模拟模型计算相应的新能源消纳值; 将迭代优化所 得的最优 储能规划容 量, 作为目标规划时段的储能规划容 量。 2.根据权利要求1所述的方法, 其特征是, 所述基于机组聚合的电力系统时序生产模拟 模型的构建方法包括: 根据机组类型、 容 量级别和运行 特性对大区电力系统中的所有火电机组进行分类; 将运行特性相同或相近的火电机组视为 一个整体, 构建集群火电机组; 确定用于表征集群火电机组运行状态的变量, 描述多台火电机组时序运行状态的聚合 效果。 3.根据权利要求1或2所述的方法, 其特征是, 所述基于机组聚合的 电力系统时序生产 模拟模型包括: A)单台火电机组在时刻t的运行状态 表示为: 式中, xi(t)表示并网状态变量、 ui(t)表示启动状态变量, di(t)表示停机状态变量, xi (t)等于1或0表示机 组i在时刻t的状态是并网运行或离线状态; ui(t)等于1表示机 组i在时 刻t启动, 由离线状态转为并网运行状态; di(t)等于1表示机组i在时刻t停机, 由并网运行 状态转为离线状态; ui(t)和di(t)等于0表示机组i的运行状态在时刻t未发生改变; B)集群火电机组的开机状态 表示为: 式中, 分别表示集群火电机组j的开机容量、 启动容量和停 机容量变 量; J表示 集群火电机组中等效机组的数量, 表示机组i的额定容 量; 开机、 启动和停机容 量变量满足:权 利 要 求 书 1/5 页 2 CN 115425668 A 2C)集群火电机组开机容 量、 启动容 量和停机容 量的离散变量近似描述 为: 等效机组容 量为: 式中, 整数变量xj(t)、 uj(t)和dj(t)分别表示时刻t处于并网运行状态、 启动状态和停 机状态的等效机组的数量; 集群火电机组运行状态的连续变量的取值范围表示 为: 其中, Sj表示集群火电机组总容 量, 为所有机组额定容 量之和; 集群火电机组j的开机容 量在相邻时刻间的变化表示 为: 4.根据权利要求3所述的方法, 其特征是, 所述以最小化系统运行成本和最大化新能源 出力为优化 目标, 对目标规划时段的电力系统时序运行过程进行模拟计算, 对应的目标函 数表述为: 式中, 分别表示所有集群机组的发电成本、 启动 成本、 停机成本, 三 者之和为系统总运行成本; θ为新能源限电出力的惩罚系数, 表示系统中区域电网k在 时刻t的新能源限电出力, 且有: 其中, 表示区域电网k中新能源在时刻t的最大可 发出力, 表示区域电网k中新 能源在时刻t的发电功率。 5.根据权利要求4所述的方法, 其特征是, 基于机组聚合的电力系统时序生产模拟模型 进行电力系统 时序生产模拟时, 模型的输入参数包括: 时序负荷功率曲线、 时序新能源最大 可发出力曲线、 满足可靠性要求的负荷备用系数、 新能源出力的备用系数、 输电断面的传输 功率极限, 以及各发电机组的运行参数; 所述 发电机组的运行参数包括额定容量、 最小技术 出力比值、 最大技术出力比值、 上爬坡率、 下爬坡率、 最小启动时间、 最小停机时间、 一次线 性运行煤耗系 数、 每次启动和停机的煤耗需求; 模型输出结果包括 目标规划时段的时序运 行信息; 目标规划时段的储能规划容 量根据时序运行信息计算得到 。权 利 要 求 书 2/5 页 3 CN 115425668 A 3
专利 一种基于电力系统时序生产模拟的储能容量优化配置方法
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