PDF《储能参与电力系统快速调频的需求评估方法》

2 所示. 图2电力系统快速调频瓶颈分析流程 F i g .

2 T h ef l o w c h a r t o f b o t t l e n e c ka n a l y s i so f p o w e r s y s t e m i nf a s t f r e q u e n c yr e g u l a t i o n 具体步骤如下所示: 步骤

1 : 输入第 i 个场景, 具体为电力系统不同 类型电源配比、 运行方式与扰动信息;

步骤

2 : 利用电力系统动态频率仿真模型, 得到 电力系统动态频率轨迹, 并进一步计算对应的 I B E I ;

步骤

3 : 判断 I B E I 是否大于零, 若是, 则进入步骤

4 ;

反之, 进入步骤

5 ;

步骤

4 : 保存 I B E I 并记录相应场景为瓶颈场景;

步骤

5 : 判断第 i 个场景是否为最后一个场景 ( 图2中N为场景总数) , 若是, 进入步骤

6 ;

反之, 更 新场景, 返回步骤

1 ;

步骤

6 : 输出所有瓶颈场景和相应 I B E I . 通过上述步骤, 可分析得到电力系统快速调频 的瓶颈场景和瓶颈大小.对比分析不同瓶颈场景 的IBEI,将最大 I B E I 所对应的瓶颈场景作为瓶颈边界 场景, 即为储能容量优化配置模型的边界条件.

2 基于瓶颈边界场景的储能容量优化配置

2 .

1 储能容量优化配置 储能容量配置包含了功率容量配置和能量容 量配置.储能功率容量配置决定了频率跌落阶段 储能最大出力能力, 储能能量容量配置影响着储能 快速调频支撑时长, 两者对储能是否可以消除系统 快速调频瓶颈、 储能能量状态是否在合理范围和储 能配置成本是否经济具有重要意义.储能功率容 量配置若过小, 则不能完全消除所识别的瓶颈场

9 1 樊海锋 等: 储能参与电力系统快速调频的需求评估方法 景;

若过大, 则储能配置成本较高.储能能量容量 配置若过小, 则储能在快速调频过程中易发生过放 现象;

若过大, 则储能配置成本较高.基于瓶颈边 界场景的储能容量配置, 利用储能改善系统快速调 频能力, 将IBEI降低为零从而达到消除瓶颈的作用, 同时避免储能发生过放现象.考虑储能运行约束、 系统动态频率特性和快速调频瓶颈约束, 建立了基 于瓶颈边界场景的储能容量优化配置模型, 如式 (

9 ) ―式(

1 5 ) 所示, 得到用于消除电力系统快速调 频瓶颈的最优储能功率容量和能量容量. (

1 )目标函数.考虑储能功率容量和能量容量 的单位成本, 目标函数设置为最小化储能参与快速 调频的容量配置成本, 如式(

9 ) 所示. m i n α P e s s +β E e s s (

9 ) 式中: P e s s, E e s s分别为储能所需要配置的功率容量 和能量容量;

α, β 分别为单位功率、 单位能量成本. (

2 )储能运行约束.在文中储能参与系统快速 调频, 采用模糊逻辑控制方法 [

2 4 ] .根据系统频率偏 差及其变化率, 结合模糊逻辑控制策略, 实时调整 储能有功功率, 如式(

1 0 ) 所示. P t s=h (d Δf d t t , Δf t )P e s s (

1 0 ) 式中: h ( )为储能参与快速调频的模糊逻辑控制策 略, 其输出量为储能参与快速调频的有功出力比 例, 范围为[

0 ,

1 ] ;

d Δf / d t 为系统频率偏差变化率. 同时, 为了延长储能使用寿命, 储能荷电状态 ( s t a t e o f c h a r g e ,S O C ) 需要维持在合理运行范围内, 如式(

1 1 ) 、 式(

1 2 ) 所示. S t S O C =S S O C , o -∑P t s Δ t / ( E e s s η ) (

1 1 ) S S O C , l≤ S t S O C ≤ S S O C , u (

1 2 ) 式中:S t S O C 为储能荷电状态, 用于表征储能能量状 态;