一种风、火、储和直流系统的协调调度方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种风、火、储和直流系统的协调调度方法和系统，所述协调调度方法包括：根据风火打捆外送系统的风电出力确定储能系统的最优充放电功率；根据特高压直流额定输送功率确定特高压直流实际输送功率，并利用所述特高压直流实际输送功率确定所述风火打捆外送系统的火电最优出力；控制所述储能系统的充放电功率为所述最优充放电功率，控制所述风火打捆外送系统的火电出力为所述火电最优出力。本发明专利技术提供的技术方案充分利用储能系统的充放电和功率响应优势，将储能系统纳入可调度的调峰资源，保证了风、火、储联合系统外送出力的稳定性，同时提高了直流输电通道利用率和受端电网的风电消纳能力。网的风电消纳能力。网的风电消纳能力。

【技术实现步骤摘要】
一种风、火、储和直流系统的协调调度方法和系统


[0001]本专利技术属于电力系统协调调度领域，具体涉及一种风、火、储和直流系统的协调调度方法和系统。

技术介绍

[0002]随着化石能源的日益枯竭和环境压力的日益增加，能源结构的战略性调整尤为重要，以可再生能源为主的清洁能源在各地能源发展战略中均居于重要地位。
[0003]近年来风电发展迅猛，然而，风电资源与负荷呈逆向分布，风电资源富集的地区的消纳能力趋于饱和，普遍存在弃风现象，而具有良好可调控性且输送容量大的特高压直流输电方式是进行大规模风电跨区外送消纳的主要手段。风电出力具有波动性和间歇性特点，在进行特高压直流外送跨区消纳过程中，如果直流通道单一地输送风电，由于线路本身的运行约束和风电自身波动性，也会导致一定量的弃风，并且直流输送通道利用率不高。为了更好的配合风电外送消纳，同时提高直流输送通道利用率，采用风火打捆外送的方式。
[0004]火力发电的可控性较风力发电强，可以与风力发电形成互补，从而提高直流输电通道的利用率和稳定性。风火打捆外送的方式要求火电具有一定的调峰能力，但风电资源富集地区通常负荷水平相对较低，电网骨架薄弱，其调峰能力较弱，为达到风火打捆外送的调节要求而建设配套大规模火电厂则不符合清洁能源开发利用的初衷。因此为了更好地配合风火打捆外送，提供一种用于提高风电消纳能力和直流输电通道利用率的协调调度方法和系统很有必要。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种用于提高风电消纳能力和直流输电通道利用率的风、火、储和直流系统的协调调度方法和系统，能够利用储能系统的充放电和快速的功率响应特性，与火电联合进行风电出力波动调节，保证风、火、储联合系统外送出力的稳定性，同提高直流输电通道利用率和受端电网的风电消纳能力。
[0006]本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的：
[0007]一种风、火、储和直流系统的协调调度方法，其改进之处在于，所述方法包括：
[0008]根据风火打捆外送系统的风电出力确定储能系统的最优充放电功率；
[0009]根据特高压直流额定输送功率确定特高压直流实际输送功率，并利用所述特高压直流实际输送功率确定所述风火打捆外送系统的火电最优出力；
[0010]控制所述储能系统的充放电功率为所述最优充放电功率，控制所述风火打捆外送系统的火电出力为所述火电最优出力。
[0011]优选的，所述根据所述风火打捆外送系统的风电出力确定所述储能系统的最优充放电功率，包括：
[0012]将所述风火打捆外送系统的风电出力代入预先建立的风电最大化消纳模型；
[0013]求解所述预先建立的风电最大化消纳模型，获取所述储能系统的最优充放电功
率。
[0014]进一步的，按下式确定所述预先建立的风电最大化消纳模型中的目标函数：
[0015][0016]式中，F1为风电系统的弃风，P
wpre
·
t
为第t个调度时段的风电出力，P
wDC
·
t
为第t个调度时段的风电通过直流外送功率，P
wlocal
·
t
为第t个调度时段的本地消纳的风电功率，P
ES
·
t
为第t个调度时段的储能系统充放电功率，β为弃风惩罚因子，T为全天调度时段总数；
[0017]按下式确定所述预先建立的风电最大化消纳模型中的直流输电系统输送功率平衡约束：
[0018][0019]式中，P
DC
·
t
为第t个调度时段的特高压直流实际输送功率，为第t个调度时段的第i台火电机组出力，N
G
为特高压直流配套火电机组台数；
[0020]按下式确定所述预先建立的风电最大化消纳模型中的储能系统运行约束：
[0021]|P
ES
·
t
|≤P
ESN
[0022][0023]式中，P
ESN
为储能系统的额定功率，SOC0为储能系统的初始核电状态，SOC
low
为核电状态最小限值，SOC
up
为核电状态最大限值，E
N
为储能系统额定容量，E[t]为截止到第t个调度时段的储能系统充放电量，t＝1,2...T，P
ES
·
j
为第j个调度时段的储能系统充放电功率，T
s
为调度时段的时间间隔。
[0024]优选的，所述根据特高压直流额定输送功率确定特高压直流实际输送功率，包括：
[0025]将所述特高压直流额定输送功率代入预先建立的特高压直流通道最大利用率模型；
[0026]求解所述预先建立的特高压直流通道最大利用率模型，获取所述特高压直流实际输送功率。
[0027]进一步的，按下式确定所述预先建立的特高压直流通道最大利用率模型中的目标函数：
[0028][0029]式中，F2为功率的未利用率，P
DCN
为特高压直流额定输送功率，P
DC
·
t
为第t个调度时段的特高压直流实际输送功率；
[0030]按下式确定所述预先建立的特高压直流通道最大利用率模型中的直流输电系统输送功率平衡约束：
[0031][0032]式中，P
wDC
·
t
为第t个调度时段的风电通过直流外送功率，为第t个调度时段的第i台火电机组出力，N
G
为特高压直流配套火电机组台数；
[0033]按下式确定所述预先建立的特高压直流通道最大利用率模型中的直流输送功率上下限约束：
[0034]P
DCmin
≤P
DC
·
t
≤P
DCmax
[0035]式中，P
DCmin
为直流输送功率下限；P
DCmax
为直流输送功率上限；
[0036]按下式确定所述预先建立的特高压直流通道最大利用率模型中的直流运行调整约束：
[0037][0038][0039]式中，若P
DC
·
t
进行了调整，则S
DC
·
t
＝1，若P
DC
·
t
未进行调整，则S
DC
·
t
＝0，T
on
为直流最小调整调度时段数，N
DCdis
为调度日内直流调整总次数限值；
[0040]按下式确定所述预先建立的特高压直流通道最大利用率模型中的直流爬坡功率约束：
[0041][0042]式中，P
DC
·
t-1
为第t-1个调度时段的特高压直流实际输送功率，为直流爬坡功率上限；为直流爬坡功率下限。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风、火、储和直流系统的协调调度方法，其特征在于，所述方法包括：根据风火打捆外送系统的风电出力确定储能系统的最优充放电功率；根据特高压直流额定输送功率确定特高压直流实际输送功率，并利用所述特高压直流实际输送功率确定所述风火打捆外送系统的火电最优出力；控制所述储能系统的充放电功率为所述最优充放电功率，控制所述风火打捆外送系统的火电出力为所述火电最优出力。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述风火打捆外送系统的风电出力确定所述储能系统的最优充放电功率，包括：将所述风火打捆外送系统的风电出力代入预先建立的风电最大化消纳模型；求解所述预先建立的风电最大化消纳模型，获取所述储能系统的最优充放电功率。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，按下式确定所述预先建立的风电最大化消纳模型中的目标函数：式中，F1为风电系统的弃风，P
wpre
·
t
为第t个调度时段的风电出力，P
wDC
·
t
为第t个调度时段的风电通过直流外送功率，P
wlocal
·
t
为第t个调度时段的本地消纳的风电功率，P
ES
·
t
为第t个调度时段的储能系统充放电功率，β为弃风惩罚因子，T为全天调度时段总数；按下式确定所述预先建立的风电最大化消纳模型中的直流输电系统输送功率平衡约束：式中，P
DC
·
t
为第t个调度时段的特高压直流实际输送功率，为第t个调度时段的第i台火电机组出力，N
G
为特高压直流配套火电机组台数；按下式确定所述预先建立的风电最大化消纳模型中的储能系统运行约束：|P
ES
·
t
|≤P
ESN
式中，P
ESN
为储能系统的额定功率，SOC0为储能系统的初始核电状态，SOC
low
为核电状态最小限值，SOC
up
为核电状态最大限值，E
N
为储能系统额定容量，E[t]为截止到第t个调度时段的储能系统充放电量，P
ES
·
j
为第j个调度时段的储能系统充放电功率，T
s
为调度时段的时间间隔。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据特高压直流额定输送功率确定特高压直流实际输送功率，包括：将所述特高压直流额定输送功率代入预先建立的特高压直流通道最大利用率模型；
求解所述预先建立的特高压直流通道最大利用率模型，获取所述特高压直流实际输送功率。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，按下式确定所述预先建立的特高压直流通道最大利用率模型中的目标函数：式中，F2为功率的未利用率，P
DCN
为特高压直流额定输送功率，P
DC
·
t
为第t个调度时段的特高压直流实际输送功率；按下式确定所述预先建立的特高压直流通道最大利用率模型中的直流输电系统输送功率平衡约束：式中，P
wDC
·
t
为第t个调度时段的风电通过直流外送功率，为第t个调度时段的第i台火电机组出力，N
G
为特高压直流配套火电机组台数；按下式确定所述预先建立的特高压直流通道最大利用率模型中的直流输送功率上下限约束：P
DCmin
≤P
DC
·
t
≤P
DCmax
式中，P
DCmin
为直流输送功率下限；P
DCmax
为直流输送功率上限；按下式确定所述预先建立的特高压直流通道最大利用率模型中的直流运行调整约束：按下式确定所述预先建立的特高压直流通道最大利用率模型中的直流运行调整约束：式中，若P
DC
·
t
进行了调整，则S
DC
·
t
＝1，若P
DC
·
t
未进行调整，则S
DC
·
t
＝0，T
on
为直流最小调整调度时段数，N
DCdis
为调度日内直流调整总次数限值；按下式确定所述预先建立的特高压直流通道最大利用率模型中的直流爬坡功率约束：式中，P
DC
·
t-1
为第t-1个调度时段的特高压直流实际输送功率，为直流爬坡功率上限；为直流爬坡功率下限。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述特高压直流实际输送功率确定所述风火打捆外送系统的火电最优出力，包括：按下式确定所述风火打捆外送系统的火电最优出力P：式中，P
DC
·
t
为第t个调度时段的特高压直流实际输送功率，P
wDC
·
t
为第t个调度时段的风
电通过直流外送的功率，为第t个调度时段的第i台火电机组出力；N
G
为特高压直流配套火电机组台数；其中，需满足和和为第i台火电机组出力下限，为第i台火电机组出力上限，为t-1调度时段的第i台火电机组出力，为第i台火电机组爬坡功率上限；为第i台火电机组爬坡功率下限。7.一种风、火、储和...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔红芬，叶季蕾，杨波，王德顺，薛金花，李铁，崔岱，张彤，黄佳伟，冯鑫振，周晨，姜枫，徐宇，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网辽宁省电力有限公司大连供电公司国网辽宁省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：