计及弃风事件耦合关系的源-储-网联合规划方法

杨修宇; 郭琪; 刘雪媛; 周子龙; 严干贵; 张浩

doi:10.7500/AEPS20220227005

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计及弃风事件耦合关系的源-储-网联合规划方法

学术研究 | 更新时间：2025-06-16

- 计及弃风事件耦合关系的源-储-网联合规划方法
- Joint Source-Storage-Grid Planning Method Considering Coupling Relationship of Wind Power Curtailment Events
- 电力系统自动化 2023年47卷第2期页码：53-60
- 作者机构：
  
  1.现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室(东北电力大学),吉林省吉林市 132012
  2.国网吉林省电力有限公司,吉林省长春市 130022
  3.国网吉林省电力有限公司长春供电公司,吉林省长春市 130021
- 作者简介：
  
  杨修宇(1986—)，男，通信作者，博士，高级实验师，硕士生导师，主要研究方向：高比例可再生能源电力系统规划与运行分析、综合能源系统优化运行与规划。E-mail：yangxiuyu2011@163.com
  郭琪(1998—)，男，硕士研究生，主要研究方向：电力系统规划与运行分析。E-mail：1459265528@qq.com
  刘雪媛(1997—)，女，硕士研究生，主要研究方向：电力系统规划与运行分析。E-mail：347379208@qq.com
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划资助项目(2016YFB0900100;2017YFB0902200)
- DOI：10.7500/AEPS20220227005
  中图分类号：
- 收稿：2022-02-27，
  
  修回：2022-05-24，
  
  网络出版：2022-11-14，
  
  纸质出版：2023-01-25
- 稿件说明：
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杨修宇,郭琪,刘雪媛等.计及弃风事件耦合关系的源-储-网联合规划方法[J].电力系统自动化,2023,47(2):53-60.

YANG Xiuyu,GUO Qi,LIU Xueyuan,et al.Joint Source-Storage-Grid Planning Method Considering Coupling Relationship of Wind Power Curtailment Events[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(2):53-60.
杨修宇,郭琪,刘雪媛等.计及弃风事件耦合关系的源-储-网联合规划方法[J].电力系统自动化,2023,47(2):53-60. DOI： 10.7500/AEPS20220227005.

YANG Xiuyu,GUO Qi,LIU Xueyuan,et al.Joint Source-Storage-Grid Planning Method Considering Coupling Relationship of Wind Power Curtailment Events[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(2):53-60. DOI： 10.7500/AEPS20220227005.

摘要

电力系统灵活性不足与外送输电阻塞是造成弃风的两大根本原因，且在时序上具有一定的耦合关系。从储能分时复用的角度出发，利用弃风事件之间的耦合关系，配置储能同时解决调峰不足与输电阻塞问题，提出了计及弃风事件耦合关系的源-储-网联合规划方法。首先，分析了调峰不足弃风、阻塞弃风产生机理及两者耦合关系。然后，分析了储能配置对源侧常规机组装机容量规划与网侧输电容量配置的影响。其次，构建了综合考虑常规火电装机投资成本、储能投资成本、弃风惩罚成本与输电线路扩建成本的源-储-网联合规划模型，并给出了模型求解流程。最后，通过对中国东北某局部电网输电工程系统和Garver-6节点系统的仿真，分析验证了所提方法的有效性与可行性。

Abstract

Insufficient flexibility of power system and transmission congestion are two fundamental reasons for wind power curtailment

and they have a certain coupling relationship in time sequence. From the perspective of time-sharing reuse of energy storage

this paper uses the coupling relationship between wind power curtailment events to solve the problem of insufficient peak shaving and transmission congestion at the same time by configuring energy storage

and proposes a joint source-storage-grid planning method considering the coupling relationship of wind power curtailment events. Firstly

the generation mechanism of wind power curtailment due to insufficient peak regulation

blocking wind power curtailment and their coupling relationship are analyzed. Then

the influence of energy storage configuration on the installed capacity planning of source-side conventional units and the configuration of grid-side transmission capacity is analyzed. Secondly

this paper constructs a joint source-storage-grid planning model considering the conventional thermal power installation investment cost

energy storage investment cost

wind power curtailment penalty cost and transmission line expansion cost

and gives the solving process of the model. Finally

the effectiveness and feasibility of the proposed method are verified by the simulation of the transmission engineering system of a local power grid in Northeast China and Garver-6 node system.

关键词

Keywords

references

IEA . Global energy review 2020：the impacts of the Covid-19 crisis on global energy demand and CO2 emissions ［R］. Paris， France ： International Energy Agency ， 2020 .

李军徽，张嘉辉，李翠萍，等 . 参与调峰的储能系统配置方案及经济性分析［J］. 电工技术学报， 2021 ， 36 （ 19 ）： 4148 - 4160 .

LI Junhui ， ZHANG Jiahui ， LI Cuiping ， et al . Configuration scheme and economic analysis of energy storage system participating in grid peak shaving ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2021 ， 36 （ 19 ）： 4148 - 4160 .

李军徽，张嘉辉，穆钢，等 . 储能辅助火电机组深度调峰的分层优化调度［J］. 电网技术， 2019 ， 43 （ 11 ）： 3961 - 3970 .

LI Junhui ， ZHANG Jiahui ， MU Gang ， et al . Hierarchical optimization scheduling of deep peak shaving for energy-storage auxiliary thermal power generating units ［J］. Power System Technology ， 2019 ， 43 （ 11 ）： 3961 - 3970 .

周校聿，刘娆，鲍福增，等 . 百兆瓦级储能参与电网双重辅助服务调度的联合优化模型［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 19 ）： 60 - 69 .

ZHOU Xiaoyu ， LIU Rao ， BAO Fuzeng ， et al . Joint optimization model for hundred-megawatt-level energy storage participating in dual ancillary services dispatch of power grid ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 19 ）： 60 - 69 .

崔杨，程广岩，仲悟之，等 . 计及受端电网调峰趋势的风-光-火特高压直流外送调度方法［J］. 太阳能学报， 2021 ， 42 （ 8 ）： 32 - 40 .

CUI Yang ， CHENG Guangyan ， ZHONG Wuzhi ， et al . Wind-photovoltaic-fire UHVDC external dispatching method considering peaking trend of power grid ［J］. Acta Energiae Solaris Sinica ， 2021 ， 42 （ 8 ）： 32 - 40 .

钟儒鸿，程春田，廖胜利，等 . 兼顾多电网调峰与水电消纳的跨流域梯级水电站调度方法［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 14 ）： 114 - 122 .

ZHONG Ruhong ， CHENG Chuntian ， LIAO Shengli ， et al . Inter-basin scheduling method of cascaded hydropower plants considering multi-grid peak shaving and hydropower accommodation ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 14 ）： 114 - 122 .

叶泽，李湘旗，姜飞，等 . 考虑最优弃能率的风光火储联合系统分层优化经济调度［J］. 电网技术， 2021 ， 45 （ 6 ）： 2270 - 2280 .

YE Ze ， LI Xiangqi ， JIANG Fei ， et al . Hierarchical optimization economic dispatching of combined wind-PV-thermal-energy storage system considering the optimal energy abandonment rate ［J］. Power System Technology ， 2021 ， 45 （ 6 ）： 2270 - 2280 .

杨瑾，石坤，杨建林，等 . 考虑平抑风电波动的空调冷水机组群控策略［J］. 电力自动化设备， 2018 ， 38 （ 7 ）： 108 - 113 .

YANG Jin ， SHI Kun ， YANG Jianlin ， et al . Group control strategy of air conditioning water chiller considering smoothing wind power fluctuations ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2018 ， 38 （ 7 ）： 108 - 113 .

洪海生，江全元，严玉婷 . 实时平抑风电场功率波动的电池储能系统优化控制方法［J］. 电力系统自动化， 2013 ， 37 （ 1 ）： 103 - 109 .

HONG Haisheng ， JIANG Quanyuan ， YAN Yuting . An optimization control method of battery energy storage system with wind power fluctuations smoothed in real time ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2013 ， 37 （ 1 ）： 103 - 109 .

鲁宗相，李海波，乔颖 . 含高比例可再生能源电力系统灵活性规划及挑战［J］. 电力系统自动化， 2016 ， 40 （ 13 ）： 147 - 158 .

LU Zongxiang ， LI Haibo ， QIAO Ying . Power system flexibility planning and challenges considering high proportion of renewable energy ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2016 ， 40 （ 13 ）： 147 - 158 .

刘万宇，李华强，张弘历，等 . 考虑灵活性供需平衡的输电网扩展规划［J］. 电力系统自动化， 2018 ， 42 （ 5 ）： 56 - 63 .

LIU Wanyu ， LI Huaqiang ， ZHANG Hongli ， et al . Expansion planning of transmission grid based on coordination of flexible power supply and demand ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2018 ， 42 （ 5 ）： 56 - 63 .

杨修宇，穆钢，柴国峰，等 . 考虑灵活性供需平衡的源-储-网一体化规划方法［J］. 电网技术， 2020 ， 44 （ 9 ）： 3238 - 3246 .

YANG Xiuyu ， MU Gang ， CHAI Guofeng ， et al . Source-storage-grid integrated planning considering flexible supply-demand balance ［J］. Power System Technology ， 2020 ， 44 （ 9 ）： 3238 - 3246 .

黄英，刘宝柱，王坤宇，等 . 考虑风电接纳能力的储输联合规划［J］. 电网技术， 2018 ， 42 （ 5 ）： 1480 - 1489 .

HUANG Ying ， LIU Baozhu ， WANG Kunyu ， et el . Joint planning of energy storage and transmission network considering wind power accommodation capability ［J］. Power System Technology ， 2018 ， 42 （ 5 ）： 1480 - 1489 .

孙伟卿，刘唯，裴亮，等 . 高比例可再生能源背景下考虑储能系统价值的储-输多阶段联合规划［J］. 高电压技术， 2021 ， 47 （ 3 ）： 983 - 993 .

SUN Weiqing ， LIU Wei ， PEI Liang ， et al . Multistage energy storage-transmission network joint planning considering the system value of energy storage under the background of high penetration renewable energy ［J］. High Voltage Engineering ， 2021 ， 47 （ 3 ）： 983 - 993 .

陈保瑞，刘天琪，何川，等 . 考虑需求响应的源网荷协调分布鲁棒长期扩展规划［J］. 中国电机工程学报， 2021 ， 41 （ 20 ）： 6886 - 6900 .

CHEN Baorui ， LIU Tianqi ， HE Chuan ， et al . Distributionally robust coordinated expansion planning for generation and transmission systems with demand response ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2021 ， 41 （ 20 ）： 6886 - 6900 .

王一，程浩忠 . 计及输电阻塞的帕累托最优多目标电网规划［J］. 中国电机工程学报， 2008 ， 28 （ 13 ）： 132 - 138 .

WANG Yi ， CHENG Haozhong . Pareto optimality based multi-objective transmission planning considering transmission congestion ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2008 ， 28 （ 13 ）： 132 - 138 .

梁子鹏，陈皓勇，郑晓东，等 . 考虑风电极限场景的输电网鲁棒扩展规划［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 16 ）： 58 - 67 .

LIANG Zipeng ， CHEN Haoyong ， ZHENG Xiaodong ， et al . Robust expansion planning of transmission network considering extreme scenario of wind power ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 16 ）： 58 - 67 .

柴国峰，杨修宇，徐唐海，等 . 基于双层场景约简的电力系统灵活性规划方法［J］. 东北电力大学学报， 2020 ， 40 （ 6 ）： 11 - 20 .

CHAI Guofeng ， YANG Xiuyu ， XU Tanghai ， et al . Flexibility planning method for electric power system based on bi-level scene reduction ［J］. Journal of Northeast Electric Power University ， 2020 ， 40 （ 6 ）： 11 - 20 .

宋福龙，吴洲洋，张艳，等 . 大规模风电下基于模糊场景聚类的网-储协调规划方法［J］. 电力自动化设备， 2018 ， 38 （ 2 ）： 74 - 80 .

SONG Fulong ， WU Zhouyang ， ZHANG Yan ， et al . Fuzzy scene clustering based grid-energy storage coordinated planning method with large-scale wind power ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2018 ， 38 （ 2 ）： 74 - 80 .

杨修宇 . 提升高风电渗透率电力系统灵活性的源-储-网协调规划方法［D］. 北京：华北电力大学， 2021 .

YANG Xiuyu . Source-storage-grid coordinated planning method for improving flexibility of power system with high wind power penetration ［D］. Beijing ： North China Electric Power University ， 2021 .

YANG Xiuyu ， CHAI Guofeng ， LIU Xueyuan ， el al . Storage-transmission joint planning method to deal with insufficient flexibility and transmission congestion ［J］. Frontiers in Energy Research ， 2021 ， 8 ： 401 - 416 .

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