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基于集合经验模态分解的火电储能联合调频储能容量优化配置(3)

北极星储能网  来源:电网技术    2018/9/7 10:42:04  我要投稿  

4.2 滤波阶数与调频性能分析

算例中用到的基本参数如表1所示[23]。

表1 仿真相关参数

采用“两个细则”中规定的调节性能综合指标计算方法,分别计算系统某典型日d取不同值时调节性能指标KP,如表2所示(其中d=0表示无储能)。

表2 调节性能指标KP

由表2可以看出,随着d的增大,K1、K2、K3值均有所提高,KP值逐步从2.18提高到5.87,说明储能装置投入的越多,所带来的调频性能越好。

分别计算各组典型日下ACE数据综合调频性能指标KP值随d值的变化情况,可得d与KP间的关系曲线如图4,其中每条曲线代表一组典型日。


图4 KP随d变化曲线

由图4可见当d<4时,KP值随d值的增加而增加;而当d>4时,KP增加缓慢,或与d=4时持平。通过对曲线斜率的分析可知,当d<4时,KP的增长率随d的增加而减小,当d>4时,KP的增长率接近于0。也就是说,再加入更多容量的储能时,所能够提高的调频性能基本已达极限,此时若继续增加储能容量,只会导致成本的增加,而不会带来调频性能明显的改善。

4.3 净效益分析

在储能对频率较高的调频功率进行调节的过程中,可以确定其所需功率容量和能量容量,分别求出5组数据在不同滤波阶数下对应的储能功率容量和能量容量如图5和图6所示。

从图5和图6可以看出,随着d的增大,分配


图5 功率容量


图6 能量容量

给储能系统的调频分量越多,其所需功率容量和能量容量越大,相应的储能参与调频的成本也越高。

图7为5组数据不同d值下的净效益曲线,其中黑色曲线代表每个d值下5组ACE数据净效益期望的平均值。可见当d=3时,所得到的净效益期望均值最大,为5.5万元。


图7 系统净效益期望

图7中净效益期望的增长率如图8所示,当1≤d≤3时净效益期望增长率为正,净效益期望呈增长趋势,当d≥4时,净效益期望增长率为负,表示此时净效益期望呈现负增长,即净效益期望衰退。可得,当d=3时,净效益期望最大,按此配置系统的储能容量可以获得最优的经济性能。

图8 净效益增长率随d的变化

综合图4结果,在d≤3时,系统调频性能一直在提高,故储能和火电机组分配调频信号的最佳滤波阶数设置为d=3。此时,火、储承担的调频分量

当d=3时,计及储能和火电机组调频性能约束,采用时序模拟仿真,获得的所需储能容量见表3。由于5组算例选取时采用随机抽取方法,即认为每组数据出现的概率相同。设置该区域电网火-储联合系统储能容量配置时,选取5组数据的平均值,即最优储能容量为16.75  MW/15.30 MW•h。


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