本發明專利技術公開了一種考慮靈活性約束的源儲協同規劃方法，屬于新型電力系統規劃技術領域。獲取電力系統待規劃年限下的新能源裝機容量和最高負荷；生成電力系統待規劃年限下的新能源與負荷的典型日曲線；構建雙層結構的源儲協同規劃模型，上層以最小化系統年綜合成本為目標，下層根據上層結果模擬運行，計算規劃階段的等年值運行費用，并反饋至上層用于計算系統年綜合成本；根據新能源與負荷的典型日曲線數據，采用混沌引力搜索算法求解源儲協同規劃模型，得到火電機組靈活改造和儲能配置方案。本發明專利技術能夠完成火電機組靈活改造和儲能配置的協同規劃，得出的方案能夠在滿足新型電力系統發展要求的同時有效減小投資成本。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于新型電力系統規劃，具體涉及一種考慮靈活性約束的源儲協同規劃方法。
技術介紹
1、在全球氣候變化的背景下，各國都在推動可再生能源的發展。電源裝機規模倍增于負荷需求增長，電源結構以新能源為主體。電源出力特性間歇性、波動性加劇。電源布局更為多元，電力電子裝置高比例滲透。電網穩定問題復雜化、潮流概率化、電網利用率下降。電力系統運行方式呈現多樣化、分散化、差異化特征，其運行與規劃特征發生根本性改變，可能引發各類安全性與經濟性問題。因此，如何基于新形勢下的電網形態，開展源儲協同規劃是一個關鍵問題。
2、為了增加新能源的接納并確保其在電力系統中的穩定供電和經濟效益，電力儲能技術的應用變得至關重要。在建設現代化電力系統的過程中，儲能技術正迅速走向大規模化，預計在未來有巨大的發展潛力。然而，當前關于儲能的規劃理論與方法尚不完善，且缺乏廣泛接受的基本原則和技術標準，這使得我們亟需科學研究的指導。同時如何對電網內現有火電機組進行靈活改造以滿足新型電力系統靈活性需求也是一個關鍵問題。
3、現有大多研究未從系統全局的性能與經濟性角度出發，僅在電源側開展靈活性資源優化配置或是僅考慮儲能優化配置，未考慮源儲協同規劃。本專利技術提供一種考慮靈活性約束的源儲協同規劃方法，考慮新型電力系統新能源滲透率變化的情況下進行源儲協同規劃，能夠給出合理的源儲建設方案。
技術實現思路
1、針對現有新型電力系統源儲規劃方法的不足，本專利技術的目的在于提出一種考慮靈活性約束的源儲協同規劃方法。</p>2、為實現以上目的，本專利技術通過以下技術方案予以實現：
3、一種考慮靈活性約束的源儲協同規劃方法，包括如下步驟；
4、s1，獲取電力系統待規劃年限下的新能源裝機容量和最高負荷；所述電力系統的拓撲結構中已配置若干火電機組；
5、s2，生成電力系統待規劃年限下的新能源與負荷的典型日曲線；
6、s3，構建雙層結構的源儲協同規劃模型，上層以最小化系統年綜合成本為目標，計算火電機組進行靈活性改造的指示變量、火電機組進行靈活性改造前后的最小技術出力、火電機組的最大技術出力、火電機組靈活性改造后的向上和向下爬坡速率的最大值；下層根據上層結果模擬運行，計算規劃階段的等年值運行費用，并反饋至上層用于計算系統年綜合成本；
7、s4，根據新能源與負荷的典型日曲線數據，采用混沌引力搜索算法求解源儲協同規劃模型，得到火電機組靈活改造和儲能配置方案。
8、進一步地，所述的待規劃年限下的新能源裝機容量和最高負荷，包括：
9、獲取電力系統現有年限下的火電機組的裝機容量和系統最高負荷；
10、獲取根據電力系統待規劃年限內新能源滲透率和年負荷增長率；
11、根據現有年限下的火電機組的裝機容量和系統最高負荷、以及待規劃年限內新能源滲透率和年負荷增長率，計算待規劃年限下的新能源裝機容量和最高負荷。
12、進一步地，所述的生成電力系統待規劃年限下的新能源與負荷的典型日曲線，包括：
13、獲取電力系統現有年限下的新能源與負荷的典型日曲線，并歸一化處理；
14、將待規劃年限下的新能源裝機容量、最高負荷與歸一化后的典型日曲線的數據點相乘，得到待規劃年限下的新能源與負荷的典型日曲線。
15、進一步地，所述的雙層結構的源儲協同規劃模型中的上層以最小化系統年綜合成本為目標，其目標函數如下：
16、min?f＝fin+fop
17、
18、
19、
20、其中，f為系統年綜合成本，fin為規劃年限下的等年值投資費用，為火電機組的靈活性改造成本，為儲能配置的投資建設成本，fop為規劃年限下的等年值運行費用，r為投資貼現率，tg為火電機組g的使用壽命，ng為火電機組的數目，為火電機組g進行靈活性改造的投資成本，為火電機組g進行靈活性改造的指示變量，若火電機組g進行靈活性改造則取值為1，否則取值為0；tbes為節點i配置儲能的使用壽命，nb為電力系統節點數目，和分別為節點i配置儲能的單位功率和單位容量的投資成本，pibes和分別為節點i配置儲能的額定功率和額定容量。
21、進一步地，火電機組的靈活性改造約束條件為：
22、
23、
24、
25、其中，為t時刻火電機組g的功率，為t+1時刻火電機組g的功率，和分別為火電機組g進行靈活性改造前后的最小技術出力，為火電機組g的最大技術出力，和分別為火電機組g靈活性改造前的向上和向下爬坡速率的最大值，和分別為火電機組g靈活性改造后的向上和向下爬坡速率的最大值。
26、進一步地，儲能配置的投資建設約束條件為：
27、
28、
29、其中，為節點i配置儲能的容量的上限，tibes為節點i配置儲能連續滿功率的充放電時間。
30、進一步地，所述的雙層結構的源儲協同規劃模型中的下層根據上層結果模擬運行，計算規劃階段的等年值運行費用，公式如下：
31、
32、
33、
34、其中，fg為火電機組的運行費用，ng為火電機組的數目，fbes為儲能配置的運行費用，ag、bg和cg分別為火電機組g的t時刻出力值與運行費用擬合函數的二次項系數、一次項系數和常數項系數，abes為充放電功率系數，pbes,t為t時刻儲能的充放電功率。
35、進一步地，火電機組的運行約束在靈活性改造約束的基礎上，還包括靈活性約束：
36、
37、其中，ut為t時刻負荷功率變化的狀態量，當負荷增加時，其值為1，反之，為0；和為電力系統向上靈活性和向下靈活性裕度。
38、進一步地，儲能配置的運行約束為：
39、
40、
41、
42、其中，和分別為節點i儲能配置的荷電狀態的最大值和最小值；ei,t為t時刻節點i儲能配置的儲電量，ei,t+1為t+1時刻節點i儲能配置的儲電量，和分別為節點i儲能配置的充電效率和放電效率，和分別為t時刻節點i儲能配置的充電和放電功率，t為時長。
43、進一步地，所述的根據新能源與負荷的典型日曲線數據，采用混沌引力搜索算法求解源儲協同規劃模型，得到火電機組靈活改造和儲能配置方案，具體為：
44、(4.1)初始化粒子群的位置和速度，粒子代表火電機組進行靈活性改造前后的最小技術出力、火電機組靈活性改造后的向上和向下爬坡速率的最大值、各節點配置儲能的額定功率和額定容量；
45、(4.2)將電力系統待規劃年限下的新能源與負荷的典型日曲線下各粒子對應的系統年綜合成本作為粒子適應值，計算每個粒子受到的引力、加速度和速度；
46、(4.3)更新粒子的位置；
47、(4.4)重復以上步驟(4.1)至(4.3)，直到達到預設的迭代次數或者滿足收斂條件，輸出火電本文檔來自技高網
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【技術保護點】
1.一種考慮靈活性約束的源儲協同規劃方法，其特征在于，包括如下步驟；
2.根據權利要求1所述的考慮靈活性約束的源儲協同規劃方法，其特征在于，所述的待規劃年限下的新能源裝機容量和最高負荷，包括：
3.根據權利要求1所述的考慮靈活性約束的源儲協同規劃方法，其特征在于，所述的生成電力系統待規劃年限下的新能源與負荷的典型日曲線，包括：
4.根據權利要求1所述的考慮靈活性約束的源儲協同規劃方法，其特征在于，所述的雙層結構的源儲協同規劃模型中的上層以最小化系統年綜合成本為目標，其目標函數如下：
5.根據權利要求4所述的考慮靈活性約束的源儲協同規劃方法，其特征在于，火電機組的靈活性改造約束條件為：
6.根據權利要求4所述的考慮靈活性約束的源儲協同規劃方法，其特征在于，儲能配置的投資建設約束條件為：
7.根據權利要求1所述的考慮靈活性約束的源儲協同規劃方法，其特征在于，所述的雙層結構的源儲協同規劃模型中的下層根據上層結果模擬運行，計算規劃階段的等年值運行費用，公式如下：
8.根據權利要求7所述的考慮靈活性約束的源儲協同規劃方法，其特征在于，火電機組的運行約束在靈活性改造約束的基礎上，還包括靈活性約束：
9.根據權利要求7所述的考慮靈活性約束的源儲協同規劃方法，其特征在于，儲能配置的運行約束為：
10.根據權利要求1所述的考慮靈活性約束的源儲協同規劃方法，其特征在于，所述的根據新能源與負荷的典型日曲線數據，采用混沌引力搜索算法求解源儲協同規劃模型，得到火電機組靈活改造和儲能配置方案，具體為：
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【技術特征摘要】
1.一種考慮靈活性約束的源儲協同規劃方法，其特征在于，包括如下步驟；
2.根據權利要求1所述的考慮靈活性約束的源儲協同規劃方法，其特征在于，所述的待規劃年限下的新能源裝機容量和最高負荷，包括：
3.根據權利要求1所述的考慮靈活性約束的源儲協同規劃方法，其特征在于，所述的生成電力系統待規劃年限下的新能源與負荷的典型日曲線，包括：
4.根據權利要求1所述的考慮靈活性約束的源儲協同規劃方法，其特征在于，所述的雙層結構的源儲協同規劃模型中的上層以最小化系統年綜合成本為目標，其目標函數如下：
5.根據權利要求4所述的考慮靈活性約束的源儲協同規劃方法，其特征在于，火電機組的靈活性改造約束條件為：
6.根據權利要求4所述的考慮靈活性約束的源儲協同規...
【專利技術屬性】
技術研發人員：呼斯樂，王淵，于源，郭裕，呂海霞，李曄，楊家強，曹林峰，趙禹燦，高源，
申請(專利權)人：內蒙古電力集團有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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