【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及儲能調度，尤其涉及一種提供頻率備用的火電與儲能聯合深度調峰方法。
技術介紹
1、隨著可再生能源在電網中占比的持續攀升，大量傳統同步機組被其逐步取代，這一轉變導致電網中的調頻資源顯著縮減，進而對電網的穩定運行與安全性能構成了挑戰。為了應對高比例可再生能源并網所帶來的調頻難題，需要具備快速調頻能力的儲能裝置作為關鍵的靈活性資源。通過將系統的頻率調節機制整合進系統調度模型中，可以有效增強系統對頻率波動的支撐能力，確保電網安全穩定。
2、對于系統調頻和深度調峰技術，如今已經有了豐富的研究成果，如文獻1“復合儲能參與電能量及輔助服務市場的運行策略”(朱宗耀，王秀麗，吳雄，宋禎子，陳先龍，黃阮明.電力系統自動化，2023，47(18):80-90)深入挖掘了功率型電儲能與能量型氫儲能相結合的復合儲能系統在電能量市場及輔助服務市場中的協同潛力，從電池壽命老化的角度出發，評估了提供服務的成本，并基于對各市場運行規則的細致分析，提出了聚合分布式電儲能與氫儲能的復合儲能多市場運行策略，旨在實現復合儲能在提供服務的同時收益最大化；文獻2“考慮次小時尺度運行靈活性的含儲能機組組合”(張利，楊建，菅學輝.電力系統自動化，2018，42(16):48-56)通過對系統凈負荷區間變化規律的分析，確定了關鍵波動場景，并據此設置了運行靈活性約束。文章探討了機組組合中小時尺度決策與次小時尺度調頻需求之間的關系，并根據儲能提供靈活性的原理建立了相關數學模型，構建了一個考慮儲能統籌提供靈活性的機組組合模型，并采用混合整數線性規劃方法進行求解，
3、根據目前的研究成果，已有多種涉及系統頻率調頻和深度調峰技術的專利申請。如專利1“一種輔助火電機組深度調峰的儲能功率及容量規劃方法及系統”(楊水麗，陳繼忠，李相俊，閆濤，李蓓，謝志佳，賈學翠，全慧，汪奐伶.cn112564186a，2021-03-26)出了一種針對輔助火電機組深度調峰的儲能功率及容量綜合規劃方法，依據調峰曲線及火電額定裝機容量預測火電機組的深度調峰需求，并計算了在各種調峰需求滿足率下，所需儲能系統參與深度調峰的功率與容量需求，以及相應的調峰補償服務費，通過全面考慮深度調峰需求、功率、容量、補償服務費及投資成本等多重約束因素，制定出最優的儲能規劃方案；專利2“一種儲能系統參與一次調頻的策略構建方法及其裝置”(謝平平，陸秋瑜，朱譽，楊銀國，林旭，陳玥，吳杰康，雷振.cn116961023a，2023-10-27)介紹了一種針對儲能系統參與一次調頻的策略構建方法及其實施裝置。該方法首先根據系統預設的一次調頻需求，計算儲能系統所需的目標調頻備用容量。當實際調頻容量不足時，采用虛擬下垂控制和慣性控制策略來構建調頻策略；而當實際調頻容量達到或超過目標備用容量時，則依據充放電自恢復系數構建自恢復策略，以確保儲能系統的穩定運行和有效參與一次調頻過程；專利3“考慮機會成本的多品種輔助服務聯合補償方法、系統、終端及計算機可讀存儲介質”(別佩，孫振，王寧，凡鵬飛，王浩浩，李嶸，陳青，魏宏陽，羅錦慶，李梓仟，袁偉.cn202210831242.x[p]，2022-11-18)提出了一種創新的補償機制，該機制在計算調頻、調峰、備用服務等單項補償費用的基礎上，進一步引入了機會成本的概念。針對各時段的服務主體，分別計算其參與各項服務的機會成本補償費用，并將單項補償與機會成本補償相結合，統計得出運行日的總補償費用。通過引入補償修正系數，該機制能夠確定各服務主體的最終收益，從而有效激勵其積極參與輔助服務市場。
4、但傳統方法存在如下固有缺陷：
5、1、調度模型沒有納入對電力系統深度調峰和頻率調節過程的精確描述，導致對系統靈活性的刻畫不夠細致與準確。
6、2、在描述儲能設備與火電機組聯合參與系統調頻響應的耦合過程中存在不足，缺乏對其中任一方的有效建模，使得包含儲能系統的調頻響應無法得到準確的體現。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是為了解決現有儲能輔助火電深度調峰未結合一次調頻的技術問題，而提供一種提供頻率備用的火電與儲能聯合深度調峰方法。
2、本專利技術的目的可以通過以下技術方案來實現：
3、一種提供頻率備用的火電與儲能聯合深度調峰方法，包括以下步驟：
4、輸入機組參數、儲能參數、系統參數和新能源參數；
5、根據輸入參數，建立火電機組的頻率資源模型和儲能的快速調頻模型，對火電機組頻率備用功率與儲能調頻功率設立約束條件；
6、根據輸入參數，建立深度調峰和頻率調節的模型，對深度調峰出力的平衡、總調頻資源和頻率安全標準設立約束條件；
7、根據輸入參數，建立集成深度調峰與頻率調節功能的含儲能電力系統的調度模型；
8、根據約束條件與輸入參數，對調度模型進行求解，獲取針對深度調峰與頻率調節功能的優化系統調度策略。
9、進一步地，所述火電機組的頻率資源模型和儲能的快速調頻模型包括火電機組的頻率資源模型和儲能的快速調頻模型，所述火電機組的頻率資源模型設立了火電機組頻率備用功率約束和火電機組頻率備用功率的出力上限約束，所述儲能的快速調頻模型設立了儲能調頻功率限制約束和儲能調頻能量限制約束。
10、更進一步地，所述火電機組頻率備用功率約束為：
11、
12、其中，為火電機組單機調頻備用，為火電機組運行狀態，為1時火電機組運行，為0時火電機組停機，為火電機組最大單機調頻備用；
13、所述火電機組頻率資源模型的火電機組頻率備用功率的出力上限約束為：
14、
15、其中，pu,t表示火電機組單機出力，表示火電機組單機最大出力。
16、進一步地，所述儲能快速調頻模型的儲能調頻功率限制約束為：
17、
18、其中，為儲能單機快速調頻備用，和分別為儲能設備的充電功率、放電功率和最大放電功率；
19、所述儲能快速調頻模型的儲能調頻能量限制約束為：
20、
21、其中，為儲能能量水平，treg,dur為一次調頻持續時間，ηd為儲能放電效率，為儲能允許最低能量水平。
22、進一步地，所述深度調峰和頻率調節的模型包括系統深度調峰模型、總調頻資源計量模型和系統頻率安全模型，所述系統深度調峰模型設立了深度調峰出力平衡約束，總調頻資源計量模型設立了火電機組總調頻資源約束和儲能總調頻資源約束，系統頻率安全模型設立了最大準穩態頻率偏差約束和頻率最低點約束。
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【技術保護點】
1.一種提供頻率備用的火電與儲能聯合深度調峰方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種提供頻率備用的火電與儲能聯合深度調峰方法，其特征在于，所述火電機組頻率資源模型的火電機組頻率備用功率約束為：
3.根據權利要求1所述的一種提供頻率備用的火電與儲能聯合深度調峰方法，其特征在于，所述儲能快速調頻模型的儲能調頻功率限制約束為：
4.根據權利要求1所述的一種提供頻率備用的火電與儲能聯合深度調峰方法，其特征在于，所述深度調峰和頻率調節的模型包括系統深度調峰模型、總調頻資源計量模型和系統頻率安全模型，所述系統深度調峰模型設立了深度調峰出力平衡約束，總調頻資源計量模型設立了火電機組總調頻資源約束和儲能總調頻資源約束，系統頻率安全模型設立了最大準穩態頻率偏差約束和頻率最低點約束。
5.根據權利要求4所述的一種提供頻率備用的火電與儲能聯合深度調峰方法，其特征在于，所述系統深度調峰模型的深度調峰出力平衡約束為：
6.根據權利要求4所述的一種提供頻率備用的火電與儲能聯合深度調峰方法，其特征在于，所述總調頻資源包括火電機組
7.根據權利要求4所述的一種提供頻率備用的火電與儲能聯合深度調峰方法，其特征在于，所述頻率安全標準包括最大準穩態頻率偏差限制和頻率最低點限制，所述系統頻率安全模型的最大準穩態頻率偏差約束為：
8.根據權利要求1所述的一種提供頻率備用的火電與儲能聯合深度調峰方法，其特征在于，所述集成深度調峰與頻率調節功能的含儲能電力系統的調度模型的目標函數為新能源出力成本與機組運行成本之和，所述目標函數的表達式為：
9.根據權利要求1所述的一種提供頻率備用的火電與儲能聯合深度調峰方法，其特征在于，所述建立集成深度調峰與頻率調節功能的含儲能電力系統的調度模型所用輸入參數包括機組參數、儲能參數、系統參數和新能源參數，其中，機組參數包括最大出力、最小出力、最大爬坡功率、最小在線/離線時間、出力成本、啟動成本和最大調頻容量；儲能參數包括儲能設備容量、最大出力、充電效率和放電效率；系統參數包括系統額定頻率、阻尼系數、最大頻率變化率、最大準穩態頻率偏差、最大頻率偏差、線路阻抗、線路傳輸容量和節點負荷；新能源參數包括新能源出力曲線、單位出力成本。
10.根據權利要求1所述的一種提供頻率備用的火電與儲能聯合深度調峰方法，其特征在于，所述針對深度調峰與頻率調節功能的優化系統調度方案包括優化的火電機組調度策略以及優化的儲能設備調度策略。
...【技術特征摘要】
1.一種提供頻率備用的火電與儲能聯合深度調峰方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種提供頻率備用的火電與儲能聯合深度調峰方法，其特征在于，所述火電機組頻率資源模型的火電機組頻率備用功率約束為：
3.根據權利要求1所述的一種提供頻率備用的火電與儲能聯合深度調峰方法，其特征在于，所述儲能快速調頻模型的儲能調頻功率限制約束為：
4.根據權利要求1所述的一種提供頻率備用的火電與儲能聯合深度調峰方法，其特征在于，所述深度調峰和頻率調節的模型包括系統深度調峰模型、總調頻資源計量模型和系統頻率安全模型，所述系統深度調峰模型設立了深度調峰出力平衡約束，總調頻資源計量模型設立了火電機組總調頻資源約束和儲能總調頻資源約束，系統頻率安全模型設立了最大準穩態頻率偏差約束和頻率最低點約束。
5.根據權利要求4所述的一種提供頻率備用的火電與儲能聯合深度調峰方法，其特征在于，所述系統深度調峰模型的深度調峰出力平衡約束為：
6.根據權利要求4所述的一種提供頻率備用的火電與儲能聯合深度調峰方法，其特征在于，所述總調頻資源包括火電機組總調頻資源及儲能總調頻資源，所述總調頻資源計量模型的火電機組總調頻資源約束為：
7.根據權利要求4所述的一種提供頻...
【專利技術屬性】
技術研發人員：曹茜，王曉斌，張亞宇，孫家文，李昌陵，李忠政，常鵬，周紅蓮，廖孟柯，荊世博，邊家瑜，周專，安琪，于志勇，易庚，周連凱，鐘銳，胡志云，辛超山，宋新甫，余中平，陳偉偉，余金，榮秀婷，霍超，
申請(專利權)人：國網新疆電力有限公司經濟技術研究院，
類型：發明
國別省市：
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