【免费】高比例风电电力系统储能运行及配置分析【火电机组、风能、储能】
目录
主要内容
模型研究
1.原题目
2.求解结果
2.1 第一题
2.2 第二题
2.3 第三题
2.4 第四题
2.5 第五题
2.6 第六题
2.7 第七题
部分代码
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主要内容
该程序来源于2022年电工杯数学建模A题，题目是高比例风电电力系统储能运行及配置分析，用于探究高比例风电电力系统中“供给侧”低碳化转型对电力系统运行经济性和可靠性的影响。
程序采用matlab编写，通过对包含火电、风电、储能和负荷的电力系统进行深入分析，对原题的7问进行了编程求解，得出在减少弃风和失负荷的情况下，风电、储能和火电机组的配置及运行分析，并进行了碳捕集分析，本次代码免费分享给大家，希望帮助大家对电力系统功率平衡、储能运行和配置等方面有更深一步的认识。
模型研究
1.原题目
程序原题目如下图，“碳中和”目标驱动下未来电力系统必将是高比例可再生能源电力系统，可 再生能源输出功率强随机波动性导致系统运行中功率实时平衡困难；储能被认为 是保障系统功率实时平衡的有效手段，由于储能成本相对昂贵，利用储能平衡系 统功率将增加系统运行成本；下面以高比例风电电力系统为例，探究“供给侧” 低碳化转型对电力系统运行经济性、可靠性影响。
2.求解结果
2.1 第一题
无风电接入，火电以最小成本运行，绘制机组日发电计划曲线，计算系 统单位供电成本，将结果填于表 1 相应栏（保留三位有效数字）。
虽然火电机组煤耗与出力关系呈现非线性，可以采用分段线性化处理，但是通过求解器也可以实现直接求解，求解结果如下图：
2.2 第二题
风电装机 300MW、替代机组 3 时，系统功率平衡发生什么变化？弃风电量多少？在此场景下，为减少弃风又不失负荷，风电接入装机容量可以降低多少？
2.3 第三题
风电装机 600MW、替代机组 2 时，系统功率平衡又发生什么变化？在此 场景下，为不失负荷，风电接入容量可增加多少？
2.4 第四题
针对上述 2-3 风电替代场景，考虑上述 4 种碳捕捉成本，系统按最低发 电成本供电，计算系统单位供电成本，并将相关计算结果填入表 2、3。
2.5 第五题
风电装机 900MW、替代机组 2、3 时，失负荷电量多少？为不失负荷，需 要配置的最小储能容量是多少（储能充放电效率 90%）？考虑储能成本、单位碳 捕捉成本（取 60 元/t），此时系统单位供电成本多大？
2.6 第六题
当负荷功率不变，试分析风电替代容量递增給系统可靠供电带来哪些挑 战？为保障可靠供电，系统单位供电成本发生了什么变化？结合上述计算结果进行定量分析。
2.7 第七题
针对附件2所示的十五天负荷功率(最大值1200MW)、风电功率(装机容量1200MW),在风电替代火电机组2、3场景下,系统功率平衡存在什么问题?请设计可能的功率平衡解决方案,并论述方案的可行性和有效性。
注:该程序出图较多，只展示部分结果图。
部分代码
clc;
clear;
close all;
%% 此程序表示——不加储能、存在弃风弃负荷情况！！！
%
% 定义biaoge = xlsread('附件2');
Load = biaoge(:,2);
Wind = biaoge(:,3);
Load = Load(1:96);
Wind = Wind(1:96);
mpc = [600,300,150;
180,90,45;
0.72,0.75,0.79;
786.8,451.32,1049.5;
30.42,65.12,139.6;
0.226,0.588,0.785];
tan = 0;
wind = [0.045,0.3];
loadloss = 8;
%% 求解
[Result,Cost,PDE,PWind,Loss] = Yalmip_Cplex1(Load,Wind,mpc,tan,wind,loadloss);
zongfeng = sum(Wind-PWind');
zongloss = sum(Loss);
%
% 画图figure(1);
bar(PDE(1,:));
hold on
bar(PWind);
plot(Load-Loss','r-*');
hold off
legend('
一号机组
','
风电机组
','
负荷需求
');
xlabel('
时间(
15
min)
');
ylabel('
功率(MW)
');
title('
调度结果
');
figure(2);
plot(PWind,'
r-^
');
hold on
plot(Wind,'
b--*
');
hold off
legend('
风电实际出力
','
风电功率情况
');
xlabel('
时间(
15
min)
');
ylabel('
功率(MW)
');
title('
风电情况
');
figure(3);
plot(Wind-PWind'
,
'r-^'
);hold on
plot(Loss,'b--*');
hold off
legend('弃风功率','弃负荷功率');
xlabel('时间(15min)');
ylabel('功率(MW)');
title('弃功率情况');