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由于储能可作为电源或负荷的双向特性,对于接入电源侧储能,在电力平衡过程中考虑:当分布式电源最大出力时,储能可作为负出力的电源;分布式电源最小出力时,储能可作为正出力的电源。分布式电源分为可控电源与不可控电源两类。在电力平衡分析中,将分布式电源出力拆分为可控电源出力与不可控电源出力,其中不可控电源出力需考虑一定的出力置信度。
可控分布式电源主要包含分布式燃机、生物质发电等。对于仅考虑可控分布式电源叠加储能后的电力平衡分析表,详见表1。
项目名称 函数 全社会最大负荷 Lmax 全社会最小负荷 Lmin 可控分布式电源最大出力 PKmax 可控分布式电源最小出力 PKmin 储能 PB N-1工况电源出力 PK(n-1) 电力盈亏(大方式) Dmax 电力盈亏(小方式) Dmin 电力盈亏(N-1工况) Dn-1 Table 1. Power balance analysis table after access of controllable distributed power supply and energy storage
大方式下,电力盈亏:
$$ D_{\max }=L_{\max }-P_{{\rm{K}}_{\min} }-{P_{\rm{B}}} $$ (1) 电源N-1工况下,电力盈亏:
$$ D_{n-1}=L_{\text {max }}-{P_{\rm{B}}}-P_{{\rm{K}}{(n-1)}} $$ (2) 小方式下,电力盈亏:
$$ D_{\min }=L_{\min }-P_{{\rm{K}}_{\max}}+{P_{\rm{B}}} $$ (3) 不可控分布式电源主要包含光伏发电、风力发电等,考虑到风光满发概率很小,应合理考虑置信区间内的风光出力大小。分布式电源置信度出力可选取地区该类分布式电源的历史出力数据,样本数据按整点时刻分组,形成一定置信区间下的分布式电源日出力曲线。
其中分布式电源置信度出力指[13]:分布式电源出力在一定的置信区间下的预测值,可参考历史整点时刻出力数据,形成概率分布模型。
在开展电力平衡分析时,根据地区资源禀赋特点,主要考虑2种典型场景:
1)不可控分布式电源以光伏发电为主,负荷高峰常出现于夏季与春秋季日间,储能考虑作为正出力电源,详见表2。
项目名称 函数 日间最大负荷 LDmax 日间最小负荷 LDmin 可控分布式电源最大出力 PKmax 可控分布式电源最小出力 PKmin 不可控分布式电源置信度出力 光伏PNPV 分布式电源最大出力 PDmax 储能功率 PB 电力盈亏(日间大方式) DDmax 电力盈亏(日间小方式) DDmin Table 2. Power balance analysis table of uncontrollable distributed power supply + energy storage (daytime)
$$ \text { 分布式电源最大出力 } P_{\mathrm{D} \max }=P_{{\rm{K}}_{\max}}+ P_{\mathrm{NPV}} $$ (4) $$ \text { 日间大方式下, } D_{{\rm{D}}_{\max }}=L_{{\rm{D}}_{\max }}-P_{{\rm{K}}_{\min}}-{P_{\rm{B}}} $$ (5) $$ \text { 日间小方式下, } D_{{\rm{D}}_{\min }}=L_{{\rm{D}}_{\min }}-P_{\mathrm{Dmax} }-{P_{\rm{B}}} $$ (6) 2)不可控分布式电源以风电为主,负荷高峰常出现于冬季夜间,储能考虑作为负出力电源,详见表3。
项目名称 函数 夜间最大负荷 LNmax 夜间最小负荷 LNmin 可控分布式电源最大出力 PKmax 可控分布式电源最小出力 PKmin 不可控分布式电源置信度出力 风电PNW 分布式电源最大出力 PNmax 电力盈亏(夜间大方式) DNmax 电力盈亏(夜间小方式) DNmin 储能功率 PB Table 3. Power balance analysis table after uncontrollable distributed power supply access (night)
$$ \text { 分布式电源最大出力 } P_{\mathrm{N} \max }= P_{{\rm{K}}_{\max}}+P_{{\mathrm{NW}}} $$ (7) $$ \text { 夜间大方式下, } D_{{\rm{N}} \max }=L_{\mathrm{N} \max }-P_{{\rm{K}}_{\min} }+{P_{\rm{B}}} $$ (8) $$ \text { 夜间小方式下, } D_{{\rm{N}}_{\min }}=L_{{\rm{N}}_{\min }}-P_{\mathrm{N} \max }+{P_{\rm{B}}} $$ (9) -
当配电网有一定规模新能源接入时,由于装机容量、所处地理位置不同,各电站同一时刻叠加后有效出力与总装机相比较小。同时,在确定某分区电网可消纳新能源出力时,应依据该电力分区上级主变的配置容量及对应主变允许上送潮流确定原则限额。随着新能源规模持续增长,新能源大发时段下若配电网系统净负荷低于常规机组最小出力,则需要采取弃风弃光等调峰措施,通过储能配置可提高新能源的消纳能力[14-15]。考虑配电网新能源消纳的储能优化配置策略如下:
1)收集地区历史数据,根据最近5—10年的新能源出力特性得到新能源最大有效出力,以及常规机组出力、原始负荷数据等。
2)结合配电网可靠性分析及网损影响等条件确定新能源的接入方式。
3)根据国家省级能源主管部门制定的新能源电力消纳责任权重指标,确定新能源弃电率上限。
4)结合上级电网变电容量以确定新能源可接入的容量上限。
5)以配电网新能源全年发电量最大为优化目标,考虑基准负荷约束、新能源发电功率限制、新能源弃电率限制、新能源上送边界、储能运行限制等约束条件,开展储能与新能源的容量配比测算,得到储能的优化配置容量。
Research on Application of Stored Energy in Different Scenarios Under the New Power System
doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2023.S1.004
- Received Date: 2022-07-18
- Rev Recd Date: 2022-09-21
- Publish Date: 2023-06-30
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Key words:
- new power system /
- stored energy /
- power grid side /
- power supply side /
- distribution network planning
Abstract:
Citation: | CHEN Zhu, XIE Yinzhe, LI Na, YANG Xin, SHI Tiancheng, CONG Hao. Research on Application of Stored Energy in Different Scenarios Under the New Power System[J]. SOUTHERN ENERGY CONSTRUCTION, 2023, 10(S1): 27-33. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2023.S1.004 |