1.一种考虑弃风特性的储热电混合储能的协调控制方法,其特征是,它包括的内容有:
1)储热电混合储能消纳风电系统的构成与控制(a)储热电混合储能消纳风电系统的构成
储热电混合储能系统主要是指利用二者各自的优势协调消纳风电,其中,储热式电锅炉通过配置储热装置,负荷低谷时段电锅炉满足供热的同时进行储热,非低谷时段储热放热,实现能量在时间上的转移;电池储能系统利用其响应速度快、能量双向流动,能够实时根据电锅炉档位的调整进行充放电;
(b)储热电混合储能系统消纳风电的控制
储热式电锅炉以供热约束为主,电池储能协调动作;储热电混合储能系统的分时段运行控制为:以22时至次日22时作为一个调度周期,起始调度时间为负荷低谷时段;初始低谷时段,电锅炉动作供热同时储热,优化系数同时进行档位优化,电池储能根据档位的变化进行充放电动作,如果还存在弃风,电池储能将进行充电以消纳弃风,弃风不足则消纳电网电量;非负荷低谷时段,以储热式电锅炉供热为主,电池储能在高分时段向电网放电,峰平时段,如有弃风存在,则进行充电动作;
2)储热电混合储能系统的调度模型的建立
(a)调度模型目标函数
在非直供电模式下,以储热/电混合储能系统的消纳弃风最大为目标,总体目标函数如下:式中, 为t时段蓄热式电锅炉利用消纳的风电场的弃风电量; 为t时段储能电池装置消纳的电量; 为t时段向电网公司的购电量;T为一天内供热时段数,共96个供热时段;
(b)运行约束条件
电力系统电量平衡约束:
式中, 为t时段风电场实际并网功率, 为t时段储热式电锅炉消耗的非弃风功率,即从电网购电功率; 为t时段储热式电锅炉消耗功率; 为t时段储能装置充放电功率,时储能装置充电, 时储能装置放电;
热力系统热量平衡约束:
式中, 为电锅炉t时刻供热功率; 为储热装置储热功率, 时储热装置储热,时储热装置放热; 为t时刻热负荷需求;ηeb为电锅炉效率,取0.98;
电锅炉运行功率约束:
式中, 为电锅炉t时刻运行功率;Peb,max为电锅炉运行功率最大值;
储热式电锅炉系统约束:
储热装置运行约束:
式中, 为储热装置放热功率、 为储热装置储热功率; 为储热装置最大放热功率; 为储热装置最大储热功率;
储热装置运行状态约束:
式中,Sh,max为储热装置最大储热量; 为t时段储热装置储热状态;ηtsd,in为储热装置储热效率,取0.92;ηtsd,out为储热装置放热效率,取0.92,由于储热罐日内总热损失不超过
1%,因此,不考虑储热装置热损失;
储能运行功率约束
式中, 为储能系统t时刻的放电功率; 为储能系统t时刻的储电功率;Pe,max为储能系统储放电功率上限值;
储能装置荷电状态:
SOCmin≤SOC≤SOCmax (8)式中,SOC为储能装置荷电状态;SOCmin为储能荷电状态下限值;SOCmax为储能荷电状态上限值,其中储能装置的有荷电状态上限值取0.8、下限值取0.2;
储能充放电约束:
Xt×Yt=0 (9)式中,Xt为储能充电状态,其值可以取0、1,Yt为储能放电状态,其值可以取0、1,表明储能装置同一时刻只能充电或放电;
电锅炉档位约束:
Glow≤G≤Ghigh (10)式中,G为电锅炉的工作档位;Ghigh为电锅炉档位的上限值、Glow为电锅炉档位的下限值。