本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)分析與控制，尤其涉及一種考慮儲能壽命的新能源場站儲能配置方法及系統(tǒng)。

背景技術：

1、傳統(tǒng)化石燃料的過多采集對能源利用提出新的挑戰(zhàn)，以風能、太陽能等為主的可再生清潔能源發(fā)電成為眾多學者研究的熱點，也是構建新型電力系統(tǒng)的關鍵步驟。但可再生能源發(fā)電的波動性和不確定性為電網(wǎng)安全運行帶來新的技術挑戰(zhàn)，當規(guī)模化可再生能源接入電網(wǎng)后，對電網(wǎng)電壓、頻率以及功率控制造成一系統(tǒng)干擾。而新能源場站作為風電和光伏等能源并網(wǎng)載體，為新能源消納提供了重要支撐平臺。

2、儲能技術作為電力系統(tǒng)中功率調節(jié)的媒介，可以有效促進新能源的消納，為電網(wǎng)的正常運行以及減少能源浪費提供新的支撐。合理配置儲能是實現(xiàn)新能源電站經(jīng)濟效益的關鍵。過多配置儲能很容易增加成本，造成資源浪費；儲能配置不足則不利于新能源消耗，影響電網(wǎng)的正常運行。

技術實現(xiàn)思路

1、本部分的目的在于概述本發(fā)明的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施例。在本部分以及本技術的說明書摘要和發(fā)明名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發(fā)明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發(fā)明的范圍。

2、鑒于上述現(xiàn)有存在的問題，提出了本發(fā)明。

3、因此，本發(fā)明提供了一種考慮儲能壽命的新能源場站儲能配置方法及系統(tǒng)解決現(xiàn)有新能源電站儲能配置不合理的問題。

4、為解決上述技術問題，本發(fā)明提供如下技術方案：

5、第一方面，本發(fā)明提供了一種考慮儲能壽命的新能源場站儲能配置方法，包括：

6、通過獲取儲能系統(tǒng)的性能參數(shù)，建立儲能經(jīng)濟評估框架；

7、基于儲能經(jīng)濟評估框架，構建以最大化收益為目標的目標函數(shù)；

8、利用改進灰狼算法對目標函數(shù)進行求解，判斷是否滿足迭代終止條件，得到儲能最優(yōu)配置方案。

9、作為本發(fā)明所述的考慮儲能壽命的新能源場站儲能配置方法的一種優(yōu)選方案，其中：

10、所述儲能經(jīng)濟評估框架包括儲能收益評估和成本評估；

11、所述儲能收益評估包括儲能運行收益模型、政策補貼收益模型和碳交易收益模型；

12、所述成本評估包括投資成本模型、運維成本模型和懲罰成本模型；

13、所述儲能運行收益模型、政策補貼收益模型和碳交易收益模型分別表示為：

14、

15、其中，fcx為儲能運行收益模型，fzc為政策補貼收益模型，ftj為碳交易收益模型，rt,d和rt,c分別為t時段儲能放電價格和充電價格，pt,d和pt,c分別為儲能放電功率和充電功率；δt為時間間隔，t為調度周期，rt,b為一日中第t時段補貼電價，δpt為系統(tǒng)剩余功率，pt,w、pt,v、pt,g和pt,l分別為第t時段風電出力、光伏出力、電機出力和負荷需求功率，rt,t為t時段碳交易價格，qj,t,z為少從電網(wǎng)購置的電量。

16、作為本發(fā)明所述的考慮儲能壽命的新能源場站儲能配置方法的一種優(yōu)選方案，其中：

17、所述投資成本模型、運維成本模型和懲罰成本模型分別表示為：

18、

19、ccf＝ccfgqcfg+ccfqqcfq

20、其中，ctz為投資成本模型，cyw為運維成本模型，ccf為懲罰成本模型，ctr和qn分別為儲能單位容量成本和額定容量，etr為貼現(xiàn)率，n為儲能運行年限，ct,ywd和qt,ywn分別為儲能單位容量運維成本和運維容量，ccfg和qcfg分別為單位購電成本和從電網(wǎng)購電量，ccfq和qcfq分別為單位棄風棄光成本和總棄風棄光量。

21、作為本發(fā)明所述的考慮儲能壽命的新能源場站儲能配置方法的一種優(yōu)選方案，其中：

22、所述儲能經(jīng)濟評估框架包括所建立模型的相應約束條件；所述相應約束條件包括功率平衡約束、風電光伏出力約束、機組出力約束、儲能荷電狀態(tài)約束；

23、所述功率平衡約束表示為：

24、pt,w+pt,v+pt,g＝pt,l+λcpt,c-λdpt,d

25、其中，λc和λd分別為儲能充放電0-1變量；

26、所述風電光伏出力約束表示為：

27、

28、其中，pt,wmin和pt,wmax分別為t時段風電出力下限和上限，pt,vmin和pt,vmax分別為光伏出力下限和上限；

29、所述機組出力約束表示為：

30、pt,gmin≤pi,g≤pt,gmax

31、其中，pt,gmin和pt,gmax分別為t時段電機出力下限和上限；

32、所述儲能荷電狀態(tài)約束表示為：

33、

34、其中，st為一年中t時段儲能能量狀態(tài)，ηs為儲能損耗系數(shù)，ηc和ηd分別為充電效率和放電效率，st,min和st,max分別為儲能能量狀態(tài)下限和上限。

35、作為本發(fā)明所述的考慮儲能壽命的新能源場站儲能配置方法的一種優(yōu)選方案，其中：

36、所述構建以最大化收益為目標的目標函數(shù)表示為：

37、

38、其中，e1為期望收益率，n為儲能運行年限。

39、作為本發(fā)明所述的考慮儲能壽命的新能源場站儲能配置方法的一種優(yōu)選方案，其中：

40、所述利用改進灰狼算法對目標函數(shù)進行求解表示為：

41、

42、其中，x(t+1)為當前灰狼位置，xp(t)為獵物位置，a為收斂因子，取值[0，2]，r1和r2為[0，1]之間的隨機向量，t為當前迭代次數(shù)，t為最大迭代次數(shù)，amin和amax分別為a的初值和終值，k為調節(jié)因子，取值[1，5]。

43、作為本發(fā)明所述的考慮儲能壽命的新能源場站儲能配置方法的一種優(yōu)選方案，其中：

44、所述判斷是否滿足迭代終止條件，包括以下步驟：

45、若t>t，則結束運行；

46、若t<t，則進行下一次迭代，直至達到設定迭代值，結束運行。

47、第二方面，本發(fā)明提供了一種考慮儲能壽命的新能源場站儲能配置系統(tǒng)，包括：

48、儲能系統(tǒng)性能評估模塊，用于通過獲取儲能系統(tǒng)的性能參數(shù)，建立儲能經(jīng)濟評估框架；

49、目標函數(shù)構建模塊，用于基于儲能經(jīng)濟評估框架，構建以最大化收益為目標的目標函數(shù)；

50、算法求解模塊，用于利用改進灰狼算法對目標函數(shù)進行求解，判斷是否滿足迭代終止條件，得到儲能最優(yōu)配置方案。

51、第三方面，本發(fā)明提供了一種計算設備，包括：

52、存儲器，用于存儲程序；

53、處理器，用于執(zhí)行所述計算機可執(zhí)行指令，該計算機可執(zhí)行指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)所述考慮儲能壽命的新能源場站儲能配置方法的步驟。

54、第四方面，本發(fā)明提供了一種計算機可讀存儲介質，包括：所述程序被處理器執(zhí)行時，實現(xiàn)所述的考慮儲能壽命的新能源場站儲能配置方法的步驟。

55、本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明通過建立儲能收益模型和成本模型，構建包含儲能收益模型和成本模型以及相應約束條件的目標函數(shù)，利用改進灰狼算法對目標函數(shù)進行求解，得到儲能最優(yōu)配置方案，通過對新能源場站配置儲能，有效緩解電網(wǎng)功率波動，促進新能源消納，提高電網(wǎng)可靠性，同時實現(xiàn)儲能在全壽命過程實現(xiàn)收益最大，為新能源場站儲能配置提供新的指導方法。