考虑灵活性供需平衡的源-储-网一体化规划方法
发布时间：2021-01-11 07:37
储能的大规模配置是应对高比例可再生能源并网后电力系统灵活性供需失衡、电力实时平衡困难的重要措施。然而,储能配置的容量及其布局会对电源与电网规划产生一定影响。因此,对电源、储能、电网的统筹规划成为电力系统规划技术的重要问题。提出了考虑灵活性供需平衡的源–储–网一体化规划方法。首先基于典型场景的时序模拟分析了风电渗透率升高对灵活性供需特性的影响,并探究了电源规划中储能配置与火电装机容量之间相互作用关系;其次,从储能不同布局对规划边界的改变,揭示了储能布局对输电网规划的影响机理;在此基础上,构建了考虑灵活性供需平衡的源–网一体化规划模型,并采用时序模拟与基于PSO的储能布局与输电网协调规划方法对所建模型求解。最后通过Garver-6节点系统与Garver-18节点系统的算例分析,验证了所提出方法的有效性和可行性。
【文章来源】：电网技术. 2020,44(09)北大核心
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
不同日内风电电量占比的典型场景Fig.2Typicalscenariosofdifferentwindpowerdailyproportions负荷净负荷负荷max开机净负荷max开机(c)
依赖。以高风电电量占比调度日(图1(d))为例，分析火电机组开机容量与储能配置之间的相互作用关系。净负荷峰谷差较大，若采用净负荷最大值制定火电机组开机容量，则出现调峰深度不足，况且低于火电机组出力下限的净负荷电量远大于高于火电机组出力下限的净负荷电量，即储能充电空间远大于放电空间，此开机方式下储能工作空间不足。若低于净负荷最大值制定火电机组开机容量，则低于火电出力下限的净负荷电量EB减小，同时产生了高于火电机组出力上限的净负荷电量EA，且随开机容量减小而增大，如图3所示。因此，可以降低常规机组开机容量来增加储能的工作空间充足，从而能够通过配置储能提升系统灵活性供给。在给定火电机组开机容量的条件下，以不允许切负荷为前提，储能系统配置容量、功率范围为AessAB1ess2EEmax(E,E)PPP(1)然而，在保证电量供给充足的情况下，火电机组的装机容量变化范围为：上限以净负荷最大值为基准，下限以满足电量需求为基准，即24NLthNLmax0P(t)dt/24CP(2)式中PNL(t)为t时刻净负荷功率。同理，式(1)(2)在全年365日场景或众多典型场景中同样适用。在确定火电机组装机容量范围时要兼顾所有场景，因此火电机组装机容量的上、下限均选取为所有场景中的最大值；储能功率/容量的上下限选取与此相同。功率/MW图3高风电电量占比的调度日火电与储能作用关系Fig.3Relationshipbetweenthermalpowerandenergystorageinhighdailywindpowerproportion2储能布局对输电网规划的影响电源侧为应对高渗透率风电并网带来灵活性不足问题，规划时配置了大量的储能装置。然而，储能在电网中的安装位置(布?
第44卷第9期电网技术3243表2算例计算参数Tab.2Parametersofstudycasesystem参数取值火电机组建设成本/(万元/MW)500火电机组单机容量/MW30火电机组发电燃煤成本/(万元/(MWh))0.023弃风电量损失/(万元/(MWh))0.083储能单位容量成本/(万元/MW)150储能使用寿命/年10变流器单位功率造价/(万元/MW)50储能单位容量运维成本/(万元/(MWh年))24线路单价/(万元/(MW·km))1规划期/年204.1算例系统(I)-Garver6依据原始Garver-6节点系统中各节点负荷大小匹配东北某区域电网的全年实测负荷、风电数据，通过聚类等相关操作得到各典型场景下总负荷、节点负荷以及概率。场景生成方法与各场景波形与概率详见附录A。系统总负荷最大值为689MW，风电装机容量为1100MW，接入6节点，风电渗透率达32.5%。1）规划结果。采用本文提出的考虑灵活性供需平衡的源–储–网一体化规划方法对改进的Garver6进行求解，规划模型计算时长约为5400s。最终规划方案为：火电机组规划装机容量为540MW，其中1节点装机210MW、3节点330MW；储能容量配置为137MWh，变流器功率为105MW；输电线路扩建13条，储能分布比例为11%、8%、12%、4%、9%、56%。具体规划方案如表3所示。表3本文方法规划结果(Garver6)Tab.3PlanningresultsfortheproposedmethodwiththesimulationcaseofGarver6电源侧火电机组装机/MW储能容量/(MWh)变流器功率/MW弃风电量/(MWh年)燃煤电量/(MWh年)成本/亿元1节点3节点1371052.91×1052.95×106227210330电网侧扩建线路成本/11%8%12%4%9%56%亿元15(2)?
【参考文献】：
期刊论文
[1]储能的度电成本和里程成本分析[J]. 何颖源,陈永翀,刘勇,刘昊,刘丹丹,孙晨宇. 电工电能新技术. 2019(09)
[2]大规模风电接入下的火电机组灵活性改造规划[J]. 李星梅,钟志鸣,阎洁. 电力系统自动化. 2019(03)
[3]源荷储多类型灵活性资源协调的高比例可再生能源电源规划[J]. 徐唐海,鲁宗相,乔颖,安军. 全球能源互联网. 2019(01)
[4]考虑系统灵活性约束与需求响应的源网荷协调规划模型[J]. 张宁,代红才,胡兆光,沈波. 中国电力. 2019(02)
[5]考虑风电接纳能力的储输联合规划[J]. 黄英,刘宝柱,王坤宇,艾欣. 电网技术. 2018(05)
[6]考虑灵活性供需平衡的输电网扩展规划[J]. 刘万宇,李华强,张弘历,肖伊. 电力系统自动化. 2018(05)
[7]源荷储一体化的广义灵活电源双层统筹规划[J]. 李海波,鲁宗相,乔颖. 电力系统自动化. 2017(21)
[8]高比例可再生能源并网的电力系统灵活性评价与平衡机理[J]. 鲁宗相,李海波,乔颖. 中国电机工程学报. 2017(01)
[9]适用于电网的先进大容量储能技术发展路线图[J]. 李琼慧,王彩霞,张静,宁娜. 储能科学与技术. 2017(01)
[10]计及随机模糊双重不确定性的源网荷协同规划模型[J]. 张宁,胡兆光,周渝慧,郑雅楠,张健. 电力系统自动化. 2016(01)
硕士论文
[1]考虑风电接入的灵活性电源规划[D]. 王圆圆.华北电力大学(北京) 2017
本文编号：2970363
【文章来源】：电网技术. 2020,44(09)北大核心
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
不同日内风电电量占比的典型场景Fig.2Typicalscenariosofdifferentwindpowerdailyproportions负荷净负荷负荷max开机净负荷max开机(c)
依赖。以高风电电量占比调度日(图1(d))为例，分析火电机组开机容量与储能配置之间的相互作用关系。净负荷峰谷差较大，若采用净负荷最大值制定火电机组开机容量，则出现调峰深度不足，况且低于火电机组出力下限的净负荷电量远大于高于火电机组出力下限的净负荷电量，即储能充电空间远大于放电空间，此开机方式下储能工作空间不足。若低于净负荷最大值制定火电机组开机容量，则低于火电出力下限的净负荷电量EB减小，同时产生了高于火电机组出力上限的净负荷电量EA，且随开机容量减小而增大，如图3所示。因此，可以降低常规机组开机容量来增加储能的工作空间充足，从而能够通过配置储能提升系统灵活性供给。在给定火电机组开机容量的条件下，以不允许切负荷为前提，储能系统配置容量、功率范围为AessAB1ess2EEmax(E,E)PPP(1)然而，在保证电量供给充足的情况下，火电机组的装机容量变化范围为：上限以净负荷最大值为基准，下限以满足电量需求为基准，即24NLthNLmax0P(t)dt/24CP(2)式中PNL(t)为t时刻净负荷功率。同理，式(1)(2)在全年365日场景或众多典型场景中同样适用。在确定火电机组装机容量范围时要兼顾所有场景，因此火电机组装机容量的上、下限均选取为所有场景中的最大值；储能功率/容量的上下限选取与此相同。功率/MW图3高风电电量占比的调度日火电与储能作用关系Fig.3Relationshipbetweenthermalpowerandenergystorageinhighdailywindpowerproportion2储能布局对输电网规划的影响电源侧为应对高渗透率风电并网带来灵活性不足问题，规划时配置了大量的储能装置。然而，储能在电网中的安装位置(布?
第44卷第9期电网技术3243表2算例计算参数Tab.2Parametersofstudycasesystem参数取值火电机组建设成本/(万元/MW)500火电机组单机容量/MW30火电机组发电燃煤成本/(万元/(MWh))0.023弃风电量损失/(万元/(MWh))0.083储能单位容量成本/(万元/MW)150储能使用寿命/年10变流器单位功率造价/(万元/MW)50储能单位容量运维成本/(万元/(MWh年))24线路单价/(万元/(MW·km))1规划期/年204.1算例系统(I)-Garver6依据原始Garver-6节点系统中各节点负荷大小匹配东北某区域电网的全年实测负荷、风电数据，通过聚类等相关操作得到各典型场景下总负荷、节点负荷以及概率。场景生成方法与各场景波形与概率详见附录A。系统总负荷最大值为689MW，风电装机容量为1100MW，接入6节点，风电渗透率达32.5%。1）规划结果。采用本文提出的考虑灵活性供需平衡的源–储–网一体化规划方法对改进的Garver6进行求解，规划模型计算时长约为5400s。最终规划方案为：火电机组规划装机容量为540MW，其中1节点装机210MW、3节点330MW；储能容量配置为137MWh，变流器功率为105MW；输电线路扩建13条，储能分布比例为11%、8%、12%、4%、9%、56%。具体规划方案如表3所示。表3本文方法规划结果(Garver6)Tab.3PlanningresultsfortheproposedmethodwiththesimulationcaseofGarver6电源侧火电机组装机/MW储能容量/(MWh)变流器功率/MW弃风电量/(MWh年)燃煤电量/(MWh年)成本/亿元1节点3节点1371052.91×1052.95×106227210330电网侧扩建线路成本/11%8%12%4%9%56%亿元15(2)?
【参考文献】：
期刊论文
[1]储能的度电成本和里程成本分析[J]. 何颖源,陈永翀,刘勇,刘昊,刘丹丹,孙晨宇. 电工电能新技术. 2019(09)
[2]大规模风电接入下的火电机组灵活性改造规划[J]. 李星梅,钟志鸣,阎洁. 电力系统自动化. 2019(03)
[3]源荷储多类型灵活性资源协调的高比例可再生能源电源规划[J]. 徐唐海,鲁宗相,乔颖,安军. 全球能源互联网. 2019(01)
[4]考虑系统灵活性约束与需求响应的源网荷协调规划模型[J]. 张宁,代红才,胡兆光,沈波. 中国电力. 2019(02)
[5]考虑风电接纳能力的储输联合规划[J]. 黄英,刘宝柱,王坤宇,艾欣. 电网技术. 2018(05)
[6]考虑灵活性供需平衡的输电网扩展规划[J]. 刘万宇,李华强,张弘历,肖伊. 电力系统自动化. 2018(05)
[7]源荷储一体化的广义灵活电源双层统筹规划[J]. 李海波,鲁宗相,乔颖. 电力系统自动化. 2017(21)
[8]高比例可再生能源并网的电力系统灵活性评价与平衡机理[J]. 鲁宗相,李海波,乔颖. 中国电机工程学报. 2017(01)
[9]适用于电网的先进大容量储能技术发展路线图[J]. 李琼慧,王彩霞,张静,宁娜. 储能科学与技术. 2017(01)
[10]计及随机模糊双重不确定性的源网荷协同规划模型[J]. 张宁,胡兆光,周渝慧,郑雅楠,张健. 电力系统自动化. 2016(01)
硕士论文
[1]考虑风电接入的灵活性电源规划[D]. 王圆圆.华北电力大学(北京) 2017
本文编号：2970363
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/2970363.html
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