本技术涉及电力,具体而言,涉及一种缓解新能源富集区断面阻塞的储能优化配置方法。
背景技术:
1、大力发展新能源是推动能源低碳化转型、实现“双碳”目标的重要举措。然而随着新能源装机规模的快速增长,与之配套的电网传输线路建设或改造速度滞后,导致新能源输送通道阻塞,弃风、弃光现象严重。因此,缓解输电线路阻塞对高比例新能源电力系统至关重要。储能系统作为一种灵活性调节资源,可以利用其电量的时空转移特性,缓解输电阻塞,延缓输电线路建设,已受到国内外广泛关注。
2、但现有的考虑缓解输电阻塞的储能优化配置研究大多仅在对整个电力网络结构进行优化时考虑输电线路功率约束,并未从缓解局部断面阻塞的角度配置储能。
技术实现思路
1、有鉴于此,本技术的目的在于提供一种缓解新能源富集区断面阻塞的储能优化配置方法,能够通过储能优化配置模型确定针对出现输电阻塞需要配置储能的断面的优化目标函数,并通过改进粒子群算法计算出确定针对出现输电阻塞需要配置储能的断面的储能的额定容量值、储能的额定功率值和储能的日出力值,解决了现有技术中存在的现有的考虑缓解输电阻塞的储能优化配置研究大多仅在对整个电力网络结构进行优化时考虑输电线路功率约束,并未从缓解局部断面阻塞的角度配置储能的问题,达到缓解新能源富集区的输电通道阻塞压力,提高新能源消纳能力的效果。
2、第一方面,本技术实施例提供了一种缓解新能源富集区断面阻塞的储能优化配置方法,所述方法包括:基于预先搭建的电力系统仿真模型,根据新能源富集区的新能源发电量、热电发电量、变电站的变电容量和输电线路电压等级,识别出现输电阻塞需要配置储能的断面;基于储能优化配置模型,根据储能的额定容量、储能的额定功率和储能日出力,确定针对出现输电阻塞需要配置储能的断面的优化目标函数;基于改进粒子群算法,对针对出现输电阻塞需要配置储能的断面的优化目标函数进行求解,以确定针对出现输电阻塞需要配置储能的断面的储能的额定容量值、储能的额定功率值和储能的日出力值。
3、可选地,所述优化目标函数为:
4、min f=cinv+com-cpd;
5、其中,cinv为储能日投资成本、com为储能日运行维护成本、cpd为储能存储因输电阻塞无法送出的新能源电量所获得的收益。
6、可选地,通过以下公式计算储能日投资成本:
7、
8、其中,kinv_e为单位容量投资成本,kinv_p为单位功率的辅助设备投资成本;i为年利率;n为储能系统的使用寿命,eess为储能的额定容量值,pess为储能的额定功率值。
9、可选地,,通过以下公式计算储能日运行维护成本:
10、
11、其中,kom_p为单位功率的日运维成本,pess为储能的额定功率值,kom_q为单位充放电量的运维成本,pt为储能日出力值,t为储能日,t的取值范围为[1,t],com为储能日运行维护成本,其中,储能放电时pt为正值,充电时pt为负值。
12、可选地,通过以下公式计算储能存储因输电阻塞无法送出的新能源电量所获得的收益:
13、
14、其中,ω为新能源上网电价,pt为储能日出力值,t为储能日,t的取值范围为[1,t],cpd为储能存储因输电阻塞无法送出的新能源电量所获得的收益。
15、可选地,所述方法还包括:对断面潮流、储能容量储能的额定容量值、储能的额定功率值、储能的24小时出力值和储能电荷状态进行约束。
16、可选地,通过以下公式对断面潮流进行约束:
17、pl≤αplim,
18、其中,pl为断面潮流,plim为断面潮流限值,α为预控比例,α≤1,其中,通过以下公式对储能容量储能的额定容量、储能的额定功率和储能日出力值进行约束:
19、
20、pess=max(pt),
21、-pess≤pt≤pess,
22、其中,eess为储能的额定容量值,pess为储能的额定功率值,pt为储能日出力值,t为储能日,t的取值范围为[1,t],其中,通过以下公式对储能电荷状态进行约束:
23、
24、其中,soc(t)为t时刻的储能荷电状态;socmin和socmax分别为储能最大和最小荷电运行状态;为t时刻储能放电标记码,放电时取1,其他时间段取0;为t时刻储能充电标记码,充电时取1,其他时间段取0;ηc为储能充电效率;ηd为储能放电效率。
25、可选地,所述预控比例为新能源发电的发电值与装机值之比,所述预控比例越小,阻塞潮流计算的起始点越低,基于储能优化配置模型得到的储能的额定容量值和储能的额定功率值越大,所述预控比例越高,阻塞潮流计算的起始点越高,基于储能优化配置模型得到的储能的额定容量值和储能的额定功率值越小。
26、可选地,当传统电网规划方法的传统目标函数值处于相邻的第一预控比例对应的优化目标函数值和第二预控比例对应的优化目标函数值之间时,通过以下公式计算临界预控负荷比例:
27、
28、其中,ftrad为传统电网规划方法的传统目标函数值,α1为第一预控比例、α2为第二预控比例、f(α1)为第一预控比例对应的优化目标函数值、f(α2)为第二预控比例对应的优化目标函数值,αcr为临界预控负荷比例,其中,通过以下公式限制传统目标函数值处于相邻的第一预控比例对应的优化目标函数值和第二预控比例对应的优化目标函数值之间:
29、
30、其中,ftrad为传统电网规划方法的传统目标函数值,α1为第一预控比例、α2为第二预控比例、f(α1)为第一预控比例对应的优化目标函数值、f(α2)为第二预控比例对应的优化目标函数值,αcr为临界预控负荷比例。
31、可选地,所述方法还包括:获取传统电网规划方法的传统目标函数;根据传统目标函数和优化目标函数,判断储能优化配置方法是否比传统电网规划方法存在优势,所述优化目标函数的优化目标函数值由预控比例相关;若储能优化配置方法比传统电网规划方法不存在优势,则不在出现输电阻塞的断面进行储能优化配置;若储能优化配置方法比传统电网规划方法存在优势,则在出现输电阻塞的断面进行储能优化配置。
32、第二方面,本技术实施例还提供了一种缓解新能源富集区断面阻塞的储能优化配置装置,所述装置包括:
33、断面识别模块,用于基于预先搭建的电力系统仿真模型,根据新能源富集区的新能源发电量、热电发电量、变电站的变电容量和输电线路电压等级,识别出现输电阻塞需要配置储能的断面;
34、优化目标函数确定模块,用于基于储能优化配置模型,根据储能的额定容量、储能的额定功率和储能日出力,确定针对出现输电阻塞需要配置储能的断面的优化目标函数;
35、优化目标函数求解模块,用于基于改进粒子群算法,对针对出现输电阻塞需要配置储能的断面的优化目标函数进行求解,以确定针对出现输电阻塞需要配置储能的断面的储能的额定容量值、储能的额定功率值和储能的日出力值。
36、第三方面,本技术实施例还提供一种电子设备,包括:处理器、存储器和总线,所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令,当电子设备运行时,所述处理器与所述存储器之间通过总线通信,所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如上述的缓解新能源富集区断面阻塞的储能优化配置方法的步骤。
37、第四方面,本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器运行时执行如上述的缓解新能源富集区断面阻塞的储能优化配置方法的步骤。
38、本技术实施例提供的缓解新能源富集区断面阻塞的储能优化配置方法,能够通过储能优化配置模型确定针对出现输电阻塞需要配置储能的断面的优化目标函数,并通过改进粒子群算法计算出确定针对出现输电阻塞需要配置储能的断面的储能的额定容量值、储能的额定功率值和储能的日出力值,解决了现有技术中存在的现有的考虑缓解输电阻塞的储能优化配置研究大多仅在对整个电力网络结构进行优化时考虑输电线路功率约束,并未从缓解局部断面阻塞的角度配置储能的问题,达到缓解新能源富集区的输电通道阻塞压力,提高新能源消纳能力的效果。
39、为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
1.一种缓解新能源富集区断面阻塞的储能优化配置方法,其特征在于,所述方法包括:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述优化目标函数为:
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,通过以下公式计算储能日投资成本:
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,通过以下公式计算储能日运行维护成本:
5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,通过以下公式计算储能存储因输电阻塞无法送出的新能源电量所获得的收益:
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,通过以下公式对断面潮流进行约束:
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述预控比例为新能源发电的发电值与装机值之比,所述预控比例越小,阻塞潮流计算的起始点越低,基于储能优化配置模型得到的储能的额定容量值和储能的额定功率值越大,所述预控比例越高,阻塞潮流计算的起始点越高,基于储能优化配置模型得到的储能的额定容量值和储能的额定功率值越小。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,当传统电网规划方法的传统目标函数值处于相邻的第一预控比例对应的优化目标函数值和第二预控比例对应的优化目标函数值之间时,通过以下公式计算临界预控负荷比例:
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述方法还包括: