高比例风电电力系统储能运行及配置分析免费资源火电风能储能

 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 。。。。 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');

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