【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于新能源發電，尤其涉及一種區內交直流混聯場景下直流外送系統的能源容量優化方法。
技術介紹
1、當前，正著力構建清潔低碳、安全高效的能源體系，大力扶持風能、太陽能等清潔能源的發展。西南地區擁有極為豐富的水能、天然氣資源，如四川省、云南省水電裝機量之和占全國的40％以上，四川省、重慶市天然氣基礎儲量占全國的30％。在“西電東送”“西氣東輸”等戰略部署下，西南地區電網成為一種區內交直流混聯場景下的直流外送系統，既要通過交流電網為本地電網輸送電量，又要通過直流外送通道為東部地區發展提供大量的能源，因此區內交直流混聯的場景下源網荷之間的關系交織復雜。同時風、光可再生能源具有隨機性、波動性等固有特性，隨著接入規模的逐漸擴大，消納不充分的問題也愈發顯著。部分省市的棄風、棄光率甚至超過30％。因此，對于區內交直流混聯的場景下直流外送系統中新能源的消納問題予以高度關注，鼓勵多能互補集成優化工程，以多能互補為基礎，實現多能源協同供應，提高可再生能源的消納能力。此外，進一步明確了流域水風光一體化系統開發建設的發展方向，按照資源稟賦優化水力富集型流域能源結構，建設風電、光伏、水電和抽蓄多類型電源，對原有水電進行擴機改容，并配套對應的網架設施，對梯級水電進行合理優化調度，亦能發揮出如抽蓄般儲能作用，以此在源側形成多能互濟、打捆送出的天然優勢，此為實施新型電力系統的重要手段之一。綜上，在發展需求的驅動下，研究區內交直流混聯場景下直流外送系統中多類型清潔能源互補優化規劃基礎理論和關鍵技術，構建地區多能系統，以實現水、風、光等清潔能源的充分消納，對
2、目前，對區內交直流混聯場景下直流外送系統中多類型清潔能源發電系統容量優化配置的研究主要存在以下不足：(1)許多研究中多類型清潔能源發電系統的能源類型比較少，大多局限于水風光儲中的兩種或三種能源類型，對于更多種類能源之間的互補性欠缺深入研究；(2)大多數類型清潔能源發電系統只研究了單一水電站配套風光儲的容量配置，對流域性梯級水電站配套風光儲這類系統缺乏深入研究；同時對水電站相關非線性約束如何線性化無法處理，導致難以求解風光電站的容量配置；(3)目前研究對區內交直流混聯場景下直流外送系統種多類型清潔能源發電系統整體結構以及工作模式還不夠明晰，無法建立容量規劃模型。
技術實現思路
1、針對現有技術中的上述不足，本專利技術提供的一種區內交直流混聯場景下直流外送系統的能源容量優化方法解決了清潔能源系統與電網負荷匹配中，風光儲能容量的配置存在不合理的問題。
2、為了達到上述專利技術目的，本專利技術采用的技術方案為：一種區內交直流混聯場景下直流外送系統的能源容量優化方法，包括：
3、確立區內交直流混聯場景下直流外送系統中多類型清潔能源發電系統的整體結構和功率平衡工作模式；
4、基于多類型清潔能源發電系統的整體結構和功率平衡工作模式，建立多類型清潔能源發電系統的出力模型；
5、根據多類型清潔能源發電系統的出力模型，獲取多類型清潔能源發電系統的約束條件，并對非線性約束線性化處理，以多類型清潔能源發電系統規劃效益最優為優化目標，建立多類型清潔能源發電系統容量優化配置的混合整數線性模型；
6、求解多類型清潔能源發電系統容量優化配置的混合整數線性模型，得到最優的風光電站容量配置。
7、進一步地，所述多類型清潔能源發電系統的整體結構包括供給側和需求側；所述供給側包括水電、風電和光伏以及電化學儲能；所述需求側包括本地的交流電網負荷以及直流外送通道的送端電網負荷；所述水電、風電和光伏為供給側的主要電量供應方；所述電化學儲能，用于對水電、風電和光伏供電的多余電量進行消納或對水電、風電和光伏供電的缺額電量進行補足；
8、所述多類型清潔能源發電系統的功率平衡工作模式具體為：
9、對于本地的交流電網負荷：根據多清潔能源發電系統送往交流電網的發電量與交流電網負荷需求電量對交流電網負荷功率進行折算后再滿足源荷的功率平衡；
10、對于直流外送通道的送端電網負荷：要求功率實時平衡。
11、進一步地，所述多類型清潔能源發電系統的出力模型包括風電出力模型、光伏出力模型、梯級水電出力模型和儲能充放電模型：
12、
13、
14、
15、
16、
17、
18、其中，v(t)為t時刻風機輪轂的風速；vwind(t)為t時刻測風點的風速；h為輪轂高度；hw為測風點高度；pw(t)為t時刻風電機組輸出功率；vin為切入風速；vout為切出風速；pwn為風電機組額度功率；vr為額定風速；ppv(t)為t時刻光伏電池組的出力功率；lsolar(t)為t時刻光伏電池所處區域的太陽輻射強度；m為光伏電池的降容系數；ppvn為光伏電池處于標準測試條件下的標稱功率；a為功率溫度系數；tc(t)為t時刻光伏電池組工作的實際溫度；tstc為光伏電池組工作標準溫度；ttemp(t)為t時刻光伏電池所處環境溫度；noct為光伏電池組標稱溫度；e為調度期內梯級水電站總發電量；j為梯級水電站編號；nh為梯級水電站總數；t為調度周期時長；ph,j(t)為第j個梯級水電站在t時刻的出力；δt為時段步長；kj為第j個梯級水電站的出力系數；qj(t)為第j個梯級水電站在t時刻的發電流量；hj(t)為第j個梯級水電站在t時刻的發電水頭；ed(t)為t時刻電化學儲能的電量；ed(t-1)為t-1時刻電化學儲能的電量；pch(t)為t時刻電化學儲能的充電功率；ηch為電化學儲能的充電效率；pdis(t)為t時刻電化學儲能的放電功率；ηdis為電化學儲能的放電效率。
19、進一步地，所述多類型清潔能源發電系統的約束條件包括水庫水量約束、水電站出力約束、電化學儲能充放電約束和區內交直流混聯場景下直流外送系統的功率平衡約束；所述水庫水量約束的表達式為：
20、ij(t)＝qj-1(t-τ)+rj(t)
21、vj(t)＝vj(t-1)+3600(ij(t)-qj(t))δt
22、zj,min≤zj(t)≤zj,max
23、zj(1)＝zj(t)
24、qj,min≤qj(t)≤qj,max
25、sj,min≤sj(t)≤sj,max
26、
27、vj(t)＝fj,zν(zj(t))
28、
29、其中，ij(t)為第j個梯級水電站在t時刻的入庫流量；j為梯級水電站編號；qj-1(t-τ)為第j-1個梯級水電站在(t-τ)時刻的發電流量；rj(t)為第j-1個梯級水電站和第j個梯級水電站之間的區間流量；vj(t)為第j個梯級水電站所在的水庫在t時刻的庫容；vj(t-1)為第j個梯級水電站所在的水庫在t-1時刻的庫容；qj(t)為第j個梯級水電站在t時刻的發電流量；δt為時段步長；zj,min為第j個梯級水本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種區內交直流混聯場景下直流外送系統的能源容量優化方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述區內交直流混聯場景下直流外送系統的能源容量優化方法，其特征在于，所述多類型清潔能源發電系統的整體結構包括供給側和需求側；所述供給側包括水電、風電和光伏以及電化學儲能；所述需求側包括本地的交流電網負荷以及直流外送通道的送端電網負荷；所述水電、風電和光伏為供給側的主要電量供應方；所述電化學儲能，用于對水電、風電和光伏供電的多余電量進行消納或對水電、風電和光伏供電的缺額電量進行補足；
3.根據權利要求1所述區內交直流混聯場景下直流外送系統的能源容量優化方法，其特征在于，所述多類型清潔能源發電系統的出力模型包括風電出力模型、光伏出力模型、梯級水電出力模型和儲能充放電模型：
4.根據權利要求1所述區內交直流混聯場景下直流外送系統的能源容量優化方法，其特征在于，所述多類型清潔能源發電系統的約束條件包括水庫水量約束、水電站出力約束、電化學儲能充放電約束和區內交直流混聯場景下直流外送系統的功率平衡約束；所述水庫水量約束的表達式為：
5.根據權利要求
6.根據權利要求4所述區內交直流混聯場景下直流外送系統的能源容量優化方法，其特征在于，所述電化學儲能充放電約束的表達式為：
7.根據權利要求4所述區內交直流混聯場景下直流外送系統的能源容量優化方法，其特征在于，所述區內交直流混聯場景下直流外送系統的功率平衡約束的表達式為：
8.根據權利要求1所述區內交直流混聯場景下直流外送系統的能源容量優化方法，其特征在于，所述對非線性約束線性化處理，具體為：對水電站出力約束中的非線性約束進行線性化處理，得到線性化處理后的水電站出力約束：
9.根據權利要求1所述區內交直流混聯場景下直流外送系統的能源容量優化方法，其特征在于，所述多類型清潔能源發電系統容量優化配置的混合整數線性模型的目標函數的表達式為：
...【技術特征摘要】
1.一種區內交直流混聯場景下直流外送系統的能源容量優化方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述區內交直流混聯場景下直流外送系統的能源容量優化方法，其特征在于，所述多類型清潔能源發電系統的整體結構包括供給側和需求側；所述供給側包括水電、風電和光伏以及電化學儲能；所述需求側包括本地的交流電網負荷以及直流外送通道的送端電網負荷；所述水電、風電和光伏為供給側的主要電量供應方；所述電化學儲能，用于對水電、風電和光伏供電的多余電量進行消納或對水電、風電和光伏供電的缺額電量進行補足；
3.根據權利要求1所述區內交直流混聯場景下直流外送系統的能源容量優化方法，其特征在于，所述多類型清潔能源發電系統的出力模型包括風電出力模型、光伏出力模型、梯級水電出力模型和儲能充放電模型：
4.根據權利要求1所述區內交直流混聯場景下直流外送系統的能源容量優化方法，其特征在于，所述多類型清潔能源發電系統的約束條件包括水庫水量約束、水電站出力約束、電化學儲能充放電約束和區內交...
【專利技術屬性】
技術研發人員：沈力，王慶，文一宇，陶宇軒，
申請(專利權)人：國家電網有限公司西南分部，
類型：發明
國別省市：
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