1.一种考虑储能损耗成本的火‑储混合电站容量优化方法,其特征在于,包括:建立BESS损耗成本模型;
基于所述BESS损耗成本模型,以火‑储混合电站参与二次调频的利润增加额最大为优化目标,建立BESS容量优化模型;
基于所述BESS容量优化模型,采用序贯蒙特卡洛模拟方法对火‑储混合电站的运行进行模拟,并求解得到BESS最优容量配置结果;
所述BESS损耗成本模型表示为:
式中:Vcost为BESS参与二次调频导致的损耗成本;Vinvest为单位容量BESS投资成本;Ec为BESS容量;Ddod,k为第k次充、放电循环对应的放电深度;m为BESS的充、放电循环次数;Mlife(Ddod,k)为放电深度Ddod,k下的电池循环寿命,采用四阶函数拟合,其表示为:式中, 为拟合系数,其由BESS技术特性决定;
所述BESS容量优化模型表示为:
式中,Vprofit为火‑储混合电站参与二次调频的利润增加额;Vbenefit为BESS参与二次调频后,火‑储混合电站的收益增加额,由下式进行计算:式中, 为AGC跟踪偏差电量惩罚价格; 、MDEIT分别为BESS参与二次调频前后,火‑储混合电站实际出力与AGC目标出力间的电量偏差; 为补偿价格,MTCDE为BESS典型日内的总充放电电量;
BESS容量优化模型包括以下约束:
式中,MPOST为火‑储混合电站典型日内AGC指令跟踪成功概率,β为期望达到的AGC指令跟踪成功概率;
所述基于所述BESS容量优化模型,采用序贯蒙特卡洛模拟方法对火‑储混合电站的运行进行模拟,并求解得到BESS最优容量配置结果,具体包括:S3.1:设定最大模拟次数hmax,模拟次数索引h初始化为1;运行指标MDEIT、MTCDE、MPOST与Vcost初始化为零;
S3.2:AGC指令索引i初始化为1,即令i=1;将BESS分为容量相等的两部分接入火电厂,假定第一部分BESS与第二部分BESS初始充、放电状态分别为放电状态与充电状态;第一部分BESS与第二部分BESS的SOC均初始化为0.5,即令 =0.5、 =0.5;
S3.3:根据AGC指令随机特性,随机生成AGC指令i的持续时间、间隔时间、调节速率和调节方向;
S3.4:若AGC指令调节方向为正,则控制处于放电状态的BESS辅助火电机组进行二次调频,火电机组发电出力表示为:式中,Pg,t为火电机组在时刻t的发电出力;i为AGC指令索引;Ts,i为AGC指令i的开始时刻;T1,i为火电机组在AGC指令周期i持续时间内跟踪上AGC指令目标出力的时刻;Ts,i+1为下一个AGC指令的下发时刻; 为火电机组在AGC指令i下发时刻的发电出力;PAGC,i为AGC指令i的目标出力;T2,i为火电机组在下一个AGC指令下发之前跟踪上AGC指令i目标出力的时刻;vup为火电机组最大上爬坡速率;
BESS放电功率表示为:
式中, 为第一部分BESS在下一个AGC指令下发之前的放电功率; 为第一部分BESS在时刻t能提供的最大放电功率,其表示为:
式中,Pdis为单位容量BESS额定放电功率;Ec为接入火电厂的BESS总容量; 为放电效率; 为模拟时刻的长度;Smin为BESS荷电状态最小允许值;SⅠ,t为第一部分BESS在时刻t的荷电状态;
若AGC指令调节方向为负,则控制处于充电状态的BESS辅助火电机组进行二次调频,火电机组发电出力表示为:式中,vdown为火电机组最大下爬坡速率;
BESS充电功率表示为:
式中, 为第二部分BESS在下一个AGC指令下发之前的充电功率; 为第二部分BESS在时刻t能提供的最大充电功率,其表示为:
式中,Pch为单位容量BESS额定充电功率; 为充电效率;Smax为荷电状态最大允许值;
为第二部分BESS在时刻t的荷电状态;
S3.5:按下式更新第一部分BESS与第二部分BESS在AGC指令周期i内各时刻的SOC:式中, 为第一部分BESS在前一时刻的荷电状态; 为第一部分BESS在前一时刻的放电功率; 为第二部分BESS在前一时刻的荷电状态; 为第二部分BESS在前一时刻的充电功率;
判断AGC指令周期i内是否有BESS到达满充或满放状态,若有,则同时切换两部分BESS的充、放电状态;
S3.6:判断本次模拟是否已覆盖整个评价周期,若已覆盖,则执行S3.7,否则,令AGC指令索引i=i+1,执行S3.3;
S3.7:计算本次模拟对应的运行指标MDEIT,h、MTCDE,h、MPOST,h与Vcost,h,具体计算方式为:式中,Nh为本次模拟中调度中下发的AGC指令数;Pd,t为火‑储混合电站在时段t的发电出力;Pb,t为第一部分BESS与第二部分BESS在时刻t的充、放电功率之和;Pr{·}表示括号中事件发生的概率; 为火‑储混合电站在AGC指令i结束时刻Te,i的发电出力;mh为本次模拟中第一部分BESS、第二部分BESS的充放电循环次数;DⅠ,k、DⅡ,k分别为第一部分BESS、第二部分BESS第k次充、放电循环对应的放电深度;Mlife(DⅠ,k)、Mlife(DⅡ,k)分别为放电深度DⅠ,k、DⅡ,k下的电池循环寿命;
S3.8:按下式分别更新运行指标MDEIT、MTCDE、MPOST与Vcost;
S3.9:判断是否到达最大模拟次数hmax,若达到,则结束模拟,输出模拟结果,并基于模拟结果确定BESS最优容量配置结果;否则,则令模拟次数h=h+1,跳转至步骤S3.1,继续进行模拟。
2.一种考虑储能损耗成本的火‑储混合电站容量优化装置,其特征在于,包括:模型构建模块,用于建立BESS损耗成本模型;
模型优化模块,用于基于所述BESS损耗成本模型,以火‑储混合电站参与二次调频的利润增加额最大为优化目标,建立BESS容量优化模型;
模拟求解模块,用于基于所述BESS容量优化模型,采用序贯蒙特卡洛模拟方法对火‑储混合电站的运行进行模拟,并求解得到BESS最优容量配置结果;
BESS损耗成本模型表示为:
式中:Vcost为BESS参与二次调频导致的损耗成本;Vinvest为单位容量BESS投资成本;Ec为BESS容量;Ddod,k为第k次充、放电循环对应的放电深度;m为BESS的充、放电循环次数;Mlife(Ddod,k)为放电深度Ddod,k下的电池循环寿命,采用四阶函数拟合,其表示为:式中, 为拟合系数,其由BESS技术特性决定;
所述BESS容量优化模型表示为:
式中,Vprofit为火‑储混合电站参与二次调频的利润增加额;Vbenefit为BESS参与二次调频后,火‑储混合电站的收益增加额,由下式进行计算:式中, 为AGC跟踪偏差电量惩罚价格; 、MDEIT分别为BESS参与二次调频前后,火‑储混合电站实际出力与AGC目标出力间的电量偏差; 为补偿价格,MTCDE为BESS典型日内的总充放电电量;
BESS容量优化模型包括以下约束:
式中,MPOST为火‑储混合电站典型日内AGC指令跟踪成功概率,β为期望达到的AGC指令跟踪成功概率;
基于所述BESS容量优化模型,采用序贯蒙特卡洛模拟方法对火‑储混合电站的运行进行模拟,并求解得到BESS最优容量配置结果,具体包括:S3.1:设定最大模拟次数hmax,模拟次数索引h初始化为1;运行指标MDEIT、MTCDE、MPOST与Vcost初始化为零;
S3.2:AGC指令索引i初始化为1,即令i=1;将BESS分为容量相等的两部分接入火电厂,假定第一部分BESS与第二部分BESS初始充、放电状态分别为放电状态与充电状态;第一部分BESS与第二部分BESS的SOC均初始化为0.5,即令 =0.5、 =0.5;
S3.3:根据AGC指令随机特性,随机生成AGC指令i的持续时间、间隔时间、调节速率和调节方向;
S3.4:若AGC指令调节方向为正,则控制处于放电状态的BESS辅助火电机组进行二次调频,火电机组发电出力表示为:式中,Pg,t为火电机组在时刻t的发电出力;i为AGC指令索引;Ts,i为AGC指令i的开始时刻;T1,i为火电机组在AGC指令周期i持续时间内跟踪上AGC指令目标出力的时刻;Ts,i+1为下一个AGC指令的下发时刻; 为火电机组在AGC指令i下发时刻的发电出力;PAGC,i为AGC指令i的目标出力;T2,i为火电机组在下一个AGC指令下发之前跟踪上AGC指令i目标出力的时刻; 为火电机组最大上爬坡速率;
BESS放电功率表示为:
式中, 为第一部分BESS在下一个AGC指令下发之前的放电功率; 为第一部分BESS在时刻t能提供的最大放电功率,其表示为:
式中,Pdis为单位容量BESS额定放电功率;Ec为接入火电厂的BESS总容量; 为放电效率;△T为模拟时刻的长度;Smin为BESS荷电状态最小允许值; 为第一部分BESS在时刻t的荷电状态;
若AGC指令调节方向为负,则控制处于充电状态的BESS辅助火电机组进行二次调频,火电机组发电出力表示为:式中, 为火电机组最大下爬坡速率;
BESS充电功率表示为:
式中, 为第二部分BESS在下一个AGC指令下发之前的充电功率; 为第二部分BESS在时刻t能提供的最大充电功率,其表示为:
式中,Pch为单位容量BESS额定充电功率; 为充电效率; 为荷电状态最大允许值;
为第二部分BESS在时刻t的荷电状态;
S3.5:按下式更新第一部分BESS与第二部分BESS在AGC指令周期i内各时刻的SOC:式中, 为第一部分BESS在前一时刻的荷电状态; 为第一部分BESS在前一时刻的放电功率; 为第二部分BESS在前一时刻的荷电状态; 为第二部分BESS在前一时刻的充电功率;
判断AGC指令周期i内是否有BESS到达满充或满放状态,若有,则同时切换两部分BESS的充、放电状态;
S3.6:判断本次模拟是否已覆盖整个评价周期,若已覆盖,则执行S3.7,否则,令AGC指令索引i=i+1,执行S3.3;
S3.7:计算本次模拟对应的运行指标MDEIT,h、MTCDE,h、MPOST,h与Vcost,h,具体计算方式为:式中, 为本次模拟中调度中下发的AGC指令数;Pd,t为火‑储混合电站在时段t的发电出力;Pb,t为第一部分BESS与第二部分BESS在时刻t的充、放电功率之和;Pr{·}表示括号中事件发生的概率; 为火‑储混合电站在AGC指令i结束时刻Te,i的发电出力; 为本次模拟中第一部分BESS、第二部分BESS的充放电循环次数;DⅠ,k、DⅡ,k分别为第一部分BESS、第二部分BESS第k次充、放电循环对应的放电深度;Mlife(DⅠ,k)、Mlife(DⅡ,k)分别为放电深度DⅠ,k、DⅡ,k下的电池循环寿命;
S3.8:按下式分别更新运行指标MDEIT、MTCDE、MPOST与Vcost;
S3.9:判断是否到达最大模拟次数 ,若达到,则结束模拟,输出模拟结果,并基于模拟结果确定BESS最优容量配置结果;否则,则令模拟次数h=h+1,跳转至步骤S3.1,继续进行模拟。
3.一种终端设备,包括处理器和存储有计算机程序的存储器,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1所述的考虑储能损耗成本的火‑储混合电站容量优化方法。
4.一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1所述的考虑储能损耗成本的火‑储混合电站容量优化方法。