專利名稱：一種風儲系統(tǒng)廣域優(yōu)化配置的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及新能源領域，具體涉及一種風儲系統(tǒng)廣域優(yōu)化配置的方法。
背景技術：
隨著風力發(fā)電快速發(fā)展，小規(guī)模風電分散開發(fā)就地接入供電系統(tǒng)逐漸向大規(guī)模風電集中開發(fā)并入輸電系統(tǒng)過渡，大規(guī)模風電集中并網(wǎng)使得其并網(wǎng)后會出現(xiàn)頻率偏差，即輸出功率波動；線路潮流過載，即靜態(tài)電壓穩(wěn)定性；以及諸如電壓偏差、電壓閃變等電壓質量問題，至于諧波問題儲能技術不能解決，不予考慮。而儲能技術因其電功率靈活的“吞”、“吐”特性，能夠滿足電力系統(tǒng)功率實時平衡的要求，從而解決風電并網(wǎng)后相應技術難題，因此儲能技術成為提高風電接納能力最為期待的一種手段。對儲能系統(tǒng)在風力發(fā)電領域中的配置，未提到進行廣域配置，現(xiàn)有的研究都是將儲能系統(tǒng)集中接在風電并網(wǎng)點——集中配置，或者接在風電場內部采用一機一儲模式——分散配置；而在儲能系統(tǒng)容量計算研究中，大多從平滑風電輸出，改善風力發(fā)電間歇性入手，研究控制策略，最后針對不同容量的風電場計算匹配的儲能系統(tǒng)容量。名稱為《風電場中儲能系統(tǒng)的功率和容量優(yōu)化配置》提出了以風電機組及儲能裝置的輸出功率波動標準差為指標的儲能系統(tǒng)功率與容量優(yōu)化方案，并編寫了基于CPSO算法的目標函數(shù)優(yōu)化程序，其雖然同時對儲能容量與功率進行了優(yōu)化配置，但局限在風電并網(wǎng)點的功率波動，為廣泛考慮風電并網(wǎng)后對整個電網(wǎng)各指標的影響。名稱為《風電場儲能容量合理取值范圍分析》針對怎樣選取儲能容量較為經濟合理問題，提出了包含儲能容量成本和風功率平滑效果的判據(jù)，通過詳細分析儲能容量合理取值受到的各種影響因素，利用儲能容量成本及風電場輸出功率平滑效果輔助判據(jù)得出風電場儲能容量合理的取值范圍。其隨結合了儲能成本，但依然局限在平滑風功率波動，未對風電并網(wǎng)后對系統(tǒng)的各潮流指標進行量化分析。
發(fā)明內容
針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種風儲系統(tǒng)廣域優(yōu)化配置的方法，在一定程度上通過布點即增強了系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性以及改善電壓偏差、電壓閃變等電壓質量問題，使其在提高風電接納能力上事半功倍。本發(fā)明提供的一種風儲系統(tǒng)廣域優(yōu)化配置的方法，其改進之處在于，所述方法包括如下步驟(I)通過仿真對電網(wǎng)母線電壓進行靜態(tài)穩(wěn)定性計算，得到靜態(tài)電壓穩(wěn)定臨界值及對應的最大輸入功率Plniax ；(2)計算電網(wǎng)母線電壓總偏差AU和電網(wǎng)電壓總閃變裕度；AU即所有母線電壓偏差之和；電網(wǎng)電壓總閃變裕度即所有母線電壓閃變裕度之和；(3)將電網(wǎng)中計算得到的電網(wǎng)母線電壓大小與風電并網(wǎng)標準中風電并網(wǎng)后各母線電壓要求比較，得到滿足國標中母線電壓偏差要求的電壓總偏差臨界值Au2max及其對應的此項標準下最大接納風功率P2_，;(4)將電網(wǎng)不同電壓等級下各母線閃變計算值大小與國標中各電壓等級下電壓閃變規(guī)定值進行比較，得到滿足國標規(guī)定下的電網(wǎng)總閃變裕度臨界值和此項標準下最大接納風功率P3max ;標準可通過(GB2008)中確定；(5)按照風電接納能力量化計算公式計算不同接入風功率P下，電網(wǎng)的量化接納能力Lp，得到風功率的P-Li (P)的量化曲線；( 6 )根據(jù)不同風電場接入能力的需求，在不滿足風電接入能力情況下，接入儲能系統(tǒng)，提高風電場接納能力至所需值，并確定儲能系統(tǒng)的匹配容量C ;在不同風電場因周圍電網(wǎng)結果和自身因素，其接納能力不同，可根據(jù)需求自行設定，所設定值滿足客觀條件下的最佳經濟性；(7)依據(jù)網(wǎng)損靈敏度原則，計算電網(wǎng)總網(wǎng)損-節(jié)點功率二階靈敏度，并根據(jù)功率二階靈敏度確定接入點位置。其中，步驟(I)包括如下步驟I)對風電并網(wǎng)后隨其風功率的變化，通過繪制風電并網(wǎng)點和電網(wǎng)系統(tǒng)母線的P-V曲線判斷風功率在傳輸線上的靜態(tài)電壓穩(wěn)定性；2)根據(jù)所述P-V曲線拐點對應的風功率值確定靜態(tài)電壓穩(wěn)定性指標下的最大接納風功率。其中，步驟(2)所述電網(wǎng)系統(tǒng)總電壓偏差AU的表達式如下
權利要求
1.一種風儲系統(tǒng)廣域優(yōu)化配置的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟(1)通過仿真對電網(wǎng)母線電壓進行靜態(tài)穩(wěn)定性計算，得到靜態(tài)電壓穩(wěn)定臨界值及對應的最大輸入功率Plniax ；(2)計算電網(wǎng)母線電壓總偏差AU和電網(wǎng)電壓總閃變裕度；(3)將電網(wǎng)中計算得到的電網(wǎng)母線電壓大小與風電并網(wǎng)標準中風電并網(wǎng)后各母線電壓要求比較，得到滿足國標中母線電壓偏差要求的電壓總偏差臨界值Au2max及其對應的此項標準下最大接納風功率P2niax ；(4)將電網(wǎng)不同電壓等級下各母線閃變裕度大小與國標中各電壓等級下電壓閃變規(guī)定值進行比較，得到滿足國標規(guī)定下的電網(wǎng)總閃變裕度臨界值Λ S3.max和此項標準下最大接納風功率Ρ3_ ；(5)按照風電接納能力量化計算公式計算不同接入風功率P下，電網(wǎng)的量化接納能力 Lp，得到風功率的P-Li (P)的量化曲線；(6)根據(jù)不同風電場接入能力的需求，在不滿足風電接入能力情況下，接入儲能系統(tǒng)， 提高風電場接納能力至所需值，并確定儲能系統(tǒng)的匹配容量C ；(7)依據(jù)網(wǎng)損靈敏度原則，計算電網(wǎng)總網(wǎng)損-節(jié)點功率二階靈敏度，并根據(jù)功率二階靈敏度確定接入點位置。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(I)包括如下步驟1)對風電并網(wǎng)后隨其風功率的變化，通過繪制風電并網(wǎng)點和電網(wǎng)系統(tǒng)母線的P-V曲線判斷風功率在傳輸線上的靜態(tài)電壓穩(wěn)定性；2)根據(jù)所述P-V曲線拐點對應的風功率值確定靜態(tài)電壓穩(wěn)定性指標下的最大接納風功率。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)所述電網(wǎng)系統(tǒng)總電壓偏差AU的表達式如下
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)所述至少一臺風機連接在公共點的電壓閃變裕度的表達式如下
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(4)計算電網(wǎng)總閃變裕度臨界值AS3. max的表達式如下
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(5)量化接納能力Lp的表達式如下
7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(6)所述確定儲能系統(tǒng)的匹配容量C的表達式如下 C = a (L0-L1) 式中，a為容量系數(shù)，根據(jù)仿真計算建立的數(shù)據(jù)庫通過統(tǒng)計或數(shù)據(jù)擬合得到為實際計算得到的風電量化接納能力為設定的電網(wǎng)所需的風電接納能力。
8.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(7)根據(jù)功率ニ階靈敏度確定接入點位置，是通過排序將ニ階靈敏度最大的母線作為儲能系統(tǒng)接入點。
9.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(7)有功網(wǎng)損Sltjss的表達式為
10.如權利要求9所述的方法，其特征在于，步驟(7)在一階靈敏度的基礎上，構成ニ階靈敏度；網(wǎng)損靈敏度的二階導數(shù)通過有限微分求得
全文摘要
本發(fā)明公開了一種風儲系統(tǒng)廣域優(yōu)化配置的方法，其特征在于通過對風電并網(wǎng)后電壓穩(wěn)定性以及電壓質量的全面考核，評估系統(tǒng)接納風電的量化能力；為提高風電量化接納能力，接入儲能系統(tǒng)，根據(jù)不同接納能力的需求，確定儲能系統(tǒng)容量；對儲能系統(tǒng)基于二階網(wǎng)損靈敏度原則進行廣域的優(yōu)化布點與廣域選點。本發(fā)明考慮了風電并網(wǎng)后多種技術指標，全面指導儲能系統(tǒng)容量的定制，并通過對儲能系統(tǒng)基于網(wǎng)損靈敏度的廣域配置，進一步增強了風電并網(wǎng)后系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性以及改善了相應電壓質量。
文檔編號H02J3/28GK103050985SQ201210369210
公開日2013年4月17日 申請日期2012年9月26日 優(yōu)先權日2012年9月26日
發(fā)明者李建林, 熊雄, 修曉青, 楊水麗, 惠東 申請人:中國電力科學研究院, 國家電網(wǎng)公司