一种辅助火电机组深度调峰的储能功率及容量规划方法及系统技术方案

本申请提供了一种辅助火电机组深度调峰的储能功率及容量规划方法及系统，通过调度下发给机组的调峰曲线和火电额定装机容量，预测火电机组的深度调峰需求，计算不同调峰需求满足率下，所需储能参与深度调峰的功率与容量需求及调峰补偿服务费，结合不同置信度下储能所需的投资成本与提升的火电机组深度调峰收益之比，确定如何规划，综合考虑了深度调峰需求、深度调峰功率、容量、补偿服务费、投资成本等多方面约束因素，该规划方法执行后，可以提升机组计划执行率，减轻自主控制机组的调峰压力，实现新能源最大消纳，满足日益精益化的大电网安全运行需要。安全运行需要。安全运行需要。

【技术实现步骤摘要】
一种辅助火电机组深度调峰的储能功率及容量规划方法及系统


[0001]本专利技术涉及储能技术与电力系统辅助服务领域，具体涉及一种辅助火电机组深度调峰的储能系统的功率与容量规划方法及系统。

技术介绍

[0002]我国新能源多集中在远离东部负荷中心且本地负荷低迷的西北部地区，受新能源富集地区本地消纳能力低的限制，大规模集中开发新能源发电需要输送到区域电网甚至跨区电网进行消纳，因而，新能源发电的不可控与间歇性给能源基地及对其进行跨区消纳的受端电网带来了调峰问题，制约了新能源的消纳。尤其是西北部地区在冬季供暖季时，火电机组还需承担供热任务以致其调峰能力进一步减小，因此亟需新的辅助调峰手段来解决这一问题，而使用安装灵活及扩容方便的储能系统可作为电网调峰的辅助手段。
[0003]然而现有储能电池成本过高，国家也未出台相关政策，对用于辅助火电机组深度调峰的储能系统功率与容量的优化配置成为决定投资成本，提升机组调峰能力的重要因素。因此，需要一种能充分考虑性能与成本的规划方法，来解决现有技术中无法有效地确定储能装置参与火电机组深度调峰中的容量规划问题。

技术实现思路

[0004]本申请一方面实施例的目的在于提出一种辅助火电机组深度调峰的储能功率与容量规划方法及系统，利用机组历史调峰数据，在现有火电机组和储能电池的基础上，充分考虑性能与成本约束，通过构建火电机组深度调峰服务补偿模型，实现自动优化火电机组深度调峰状态下的出力水平，实时配合其他能源满足系统用电需求，实现系统新能源最大接纳和调峰需求。
[0005]本专利技术提供一种辅助火电机组深度调峰的储能功率与容量规划方法，包括以下步骤：S1、根据调度下达的调峰指令曲线，确定火电机组的深度调峰任务需求量，并建立火电机组深度调峰任务需求模型；
[0006]S2、根据火电机组深度调峰任务需求模型，统计分析火电机组不同深度调峰任务需求的置信度，并计算不同置信度下，火电机组的深度任务需求的满足率，根据所述满足率计算储能系统的功率需求量和容量需求量；
[0007]S3、基于火电机组调峰任务需求量，依据火电厂调峰考核与补偿原则和计算得出的储能系统的功率需求量与容量需求量，创建火电机组深度调峰服务补偿模型；
[0008]S4、依据火电机组深度调峰服务补偿模型，计算对不同置信度下配置储能所需的投资成本与可提升的火电机组深度调峰收益之比，分析得出最优储能配置值，按照得出的配置值进行储能功率及容量规划。
[0009]本身请提供的规划方法，通过调度下发给机组的调峰曲线和火电额定装机容量，预测火电机组的深度调峰需求，计算不同调峰需求满足率下，所需储能参与深度调峰的功
率与容量需求及调峰补偿服务费，结合不同置信度下储能所需的投资成本与提升的火电机组深度调峰收益之比，确定如何规划，综合考虑了深度调峰需求、深度调峰功率、容量、补偿服务费、投资成本等多方面约束因素，该规划方法执行后，可以提升机组计划执行率，减轻自主控制机组的调峰压力，实现新能源最大消纳，满足日益精益化的大电网安全运行需要。
[0010]优选的，在S1中，确定火电机组的深度调峰任务需求量时，采用如下公式计算：
[0011]P
Comm
<50％P
Rate_Ther
时，P
Peak_Ther
＝50％P
Rate_Ther
‑
P
Comm
；
[0012]其中，P
Peak_Ther
表示火电机组的深度调峰任务需求，P
Comm
为调度下达给火电机组的出力指令值，P
Rate_Ther
表示火电机组的额定装机。
[0013]在本实施例中，在确定火电机组的深度调峰任务需求量时，采用调度下达的调峰指令曲线，建立火电机组深度调峰任务需求模型，在数据处理时，充分参考了实时数据和历史数据，获得了较大的数据采样样本，可靠度更高。
[0014]在上述任意一项实施例中优选的，所述火电机组深度调峰任务需求模型按照如下步骤建立：
[0015]S101、根据不同电网调度的出力指令值，得出的火电机组的深度调峰任务需求量；计算火电机组深度调峰任务需求的最大值与最小值；
[0016]S102、根据得出的最大值和最小值，计算得出火电机组深度调峰任务需求的最大幅度区间。
[0017]在本实施例中，在模型中计算时，通过对不同电网调度的出力指令值求解最大值和最小值，进而得出最大幅度区间，相比于按照传统正态分布求解深度调峰任务需求量的方法，更符合数据完整性，所采集的数据更全面，对于后续数据计算，结果更准确。
[0018]在上述任意一项实施例中优选的，在S2中，统计分析火电机组不同深度调峰任务需求置信度时，包括以下步骤：
[0019]A、将最大幅度区划分为N个区间；
[0020]B、统计调峰需求位于幅值各区间里的计数n
count(i)
以及所有统计目标的计数n
count(∑)
；
[0021]置信度
[0022]在本实施例中，在上述实施例的基础上，进一步求解不同深度调峰任务需求置信度，将置信区间最大化，提高了置信水平，对于后续进行火电机组深度调峰服务补偿计算，提高了可靠保障。
[0023]在上述任意一项实施例中优选的，在S2中，所述储能系统的功率需求量采用如下公式计算：
[0024][0025]其中，为储能系统功率需求量；
[0026]所述储能系统深度调峰的容量需求量采用如下公式计算为：
[0027][0028]其中，为储能系统深度调峰容量需求量，为储能系统
功率需求量。
[0029]在本实施例中，在符合满足率的条件下求解功率需求量和储能系统深度调峰的容量需求，建立满足率约束，具有科学合理，经济适用，运行成本低，调峰效果佳等优点。
[0030]在上述任意一项实施例中优选的，所述火电机组深度调峰服务补偿模型采用如下公式：
[0031][0032]其中，S
Peak_Ther_i
为调峰装置深度调峰服务费，k为调峰的调节系数，为深度调峰电量，γ为深度调峰单价。
[0033]在上述任意一项实施例中优选的，所述最优储能配置值进行计算时，采用如下公式：
[0034][0035]其中，为储能系统功率需求量，为储能深度调峰容量需求量，λ为该置信度下配置储能的投资成本与提升的火电机组深度调峰收益比，C
P
为储能功率单价，C
Q
为储能容量单价。
[0036]在本实施例中，在计算火电机组深度调峰服务补偿时，充分考虑补偿规则、所需的投资成本、调峰收益等影响因素，既能高效评估投资成本与调峰收益的优劣，同时又具有计算强度低、适应性强的特点，更加适合在我国各种规模的调度机构推广应用。
[0037]本专利技术另一方面还提供一种辅助火电机组深度调峰的储能功率及容量规划本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种辅助火电机组深度调峰的储能功率及容量规划方法，其特征在于，包括：S1、根据调度下达的调峰指令曲线，确定火电机组的深度调峰任务需求量，并建立火电机组深度调峰任务需求模型；S2、根据火电机组深度调峰任务需求模型，统计分析火电机组不同深度调峰任务需求的置信度，并计算不同置信度下，火电机组的深度任务需求的满足率，根据所述满足率计算储能系统的功率需求量和容量需求量；S3、基于火电机组调峰任务需求量，依据火电厂调峰考核与补偿原则和计算得出的储能系统的功率需求量与容量需求量，创建火电机组深度调峰服务补偿模型；S4、依据火电机组深度调峰服务补偿模型，计算对不同置信度下配置储能所需的投资成本与可提升的火电机组深度调峰收益之比，分析得出最优储能配置值，按照得出的配置值进行储能功率及容量规划。2.根据权利要求1所述的规划方法，其特征在于，在S1中，确定火电机组的深度调峰任务需求量时，采用如下公式计算：P
Comm
<50％P
Rate_Ther
时，P
Peak_Ther
＝50％P
Rate_Ther
‑
P
Comm
；其中，P
Peak_Ther
表示火电机组的深度调峰任务需求，P
Comm
为调度下达给火电机组的出力指令值，P
Rate_Ther
表示火电机组的额定装机。3.根据权利要求1所述的规划方法，其特征在于，所述火电机组深度调峰任务需求模型按照如下步骤建立：S101、根据不同电网调度的出力指令值，得出的火电机组的深度调峰任务需求量；计算火电机组深度调峰任务需求的最大值与最小值；S102、根据得出的最大值和最小值，计算得出火电机组深度调峰任务需求的最大幅度区间。4.根据权利要求3所述的规划方法，其特征在于，在S2中，统计分析火电机组不同深度调峰任务需求置信度时，包括以下步骤：A、将最大幅度区划分为N个区间；B、统计调峰需求位于幅值各区间里的计数n
count(i)
以及所有统计目标的计数n
count(∑)
；置信度采用如下公式计算5.根据权利要求1所述的规划方法，其特征在于，在S2中，所述储能系统的功率需求量采用如下公式计算：其中，为储能系统的功率需求量，P
Rate_Ther

【专利技术属性】
技术研发人员：杨水丽，陈继忠，李相俊，闫涛，李蓓，谢志佳，贾学翠，全慧，汪奂伶，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网山西省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：