本发明涉及一种储能电站容量规划方法，特别是一种机械储能电站配置电化学储能的容量规划方法，属于储能。
背景技术：
1、重力储能作为新型储能中一种长时储能技术路线，以自建高程式重力储能为例，受重力块组合时序和机械加载负荷特性影响，其功率曲线具有阶梯线性化、响应时间不确定但可实现1分钟内全容量跟踪的特点。重力储能出力的动态调节过程受起始负荷的影响较大，大功率增负荷和小功率减负荷的响应时间较长且不确定，调节速率受到较大影响。通过配置电化学储能对于提升两种运行方式下重力储能电站的响应时间和调节性能意义重大，有必要与电化学储能融合，实现功率和能量互补，提升电站综合调节性能，满足电网运行考核要求。
2、目前多种储能形式融合的研究主要集中飞轮与电化学、超级电容与电化学、锂电与液硫等多种形式的混合储能电站，实现功率型与能量型储能互补使之具备高电力和高能效的特点，满足电网复杂工况下的调峰和调频需求。与此同时，电化学储能配合燃煤火电改造，也在国内不少省市得到推广应用，通过提升火电厂的综合调频性能指标，提高电厂的调频辅助服务收益。
3、由于重力储能涉网标准和性能指标尚未公开，已公开的研究对于重力储能与电化学混合储能的容量规划、性能提升的优化方法尚未涉及。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题是提供一种机械储能电站配置电化学储能的容量规划方法，对电化学储能的配置功率和容量测算。
2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
3、一种机械储能电站配置电化学储能的容量规划方法，其特征在于包含以下步骤：
4、s1、确定重力储能功率调节响应函数；
5、s2、满足电网考核要求的电化学储能容量测算；
6、s3、电化学储能配置容量优化。
7、进一步地，所述步骤s1具体为，
8、重力储能的输出有功为机组输出有功的总加，单台机组的功率响应函数为：
9、
10、其中，pg(i,t)为t时刻机组i有功功率；pg(i,t0)为指令下发时刻t0机组的有功功率；tdelay,i为机组i的重力块调整延迟时间；tinterval为重力块之间的固定间隔时间；int()为向下取整函数；λ为指令调节方向；pu为重力块的单位做功功率；
11、机组i的重力块调整延迟时间tdelay,i为区间变量，范围如下：
12、(1)当增大充/放电功率时，
13、
14、式中，tst为启动延迟时间；max()为最大值函数；
15、(2)当减小充放/电功率时，
16、
17、式中，tcycle为重力块的运行周期；
18、机组以最小偏差跟踪到机组agc指令，则此次调节过程结束；此时，
19、|pg(i,t)-pdes(i,t0)|≤pu (4)
20、式中，pdes(i,t0)为t0时刻机组i分配的有功控制目标；
21、重力储能单元的功率响应函数为，
22、
23、式中，n为储能单元的机组台数；考虑到两台机组的输出功率相近，结合公式(1)对公式(5)简化；
24、
25、式中，ps(t)为t时刻储能单元的有功功率；ps(t0)为指令下发时刻t0储能单元的有功功率；tdelay为储能单元的重力块调整延迟时间；δpε为储能单元有功功率与agc指令的修正分量，取值为0,pu，……，(n-1)pu；
26、其中储能单元的重力块调整延迟时间tdelay,i为区间变量，范围如下：
27、(1)当增大充/放电功率时，
28、
29、(7)
30、式中，ceil()为向上取整函数；
31、(2)当减小充放/电功率时，
32、
33、重力储能单元满足有功调节范围约束和荷电状态(soc)约束。
34、进一步地，所述步骤s2具体为，
35、2.1、根据一次调频的技术要求和考核要求，频率控制死区、调差系数、限幅，通过模拟系统频率扰动和一次调频负荷指令，利用重力储能调节响应函数，分析重力储能在不同负荷水平下的一次调频响应时间、实际积分电量；
36、2.2、根据agc考核的调节速率、调节精度指标；
37、进一步地，所述步骤2.1具体为，
38、参照一次调频考核要求，重力储能与电化学混合储能满足一次调频响应时间和实际积分电量指标要求，计算满足配置电化学储能的最小功率和容量；
39、重力储能与电化学储能的混合储能功率为，
40、ph(t)＝ps(t)+pe(t) (9)
41、pdes,e(t)＝pdes(t)-ps(t) (10)
42、
43、式中，ph(t)为t时刻混合储能有功功率；pe(t)为t时刻电化学有功功率；pdes,e(t)为t时刻的电化学的目标功率；pcmax,e为电化学最大充电功率；pdmax,e为电化学最大放电功率；考虑到电化学储能能够实现毫秒级快速响应，电化学有功功率受最大充放电功率约束限制；
44、响应时间要求得出储能的最大放电功率，
45、pe(tresp)＝pdmax,e≥ppf,reg-ps(tresp) (12)
46、式中，tresp为一次调频响应时间，是固定值；ppf,reg为一次调频响应功率为理论动作功率；
47、同理，得出电化学储能的最大充电功率，pcmax,e≤ppf,reg-ps(tresp)；
48、响应指数达标，即实际积分电量与理论积分电量比值满足考核要求，
49、
50、式中，r(t)为t时刻的一次调频响应指数；r(t)为t时刻的响应指数考核数值；
51、以上调为例，
52、
53、其中，pe(t)≤pdmax,s-ps(t)；
54、利用固定步长线性迭代法，求解公式(14)；由公式(12)推导出储能的最大充放电功率，由(14)推导出需要配置的储能功率；取功率的较大值和时长作为满足一次调频考核要求的配置容量。
55、进一步地，所述步骤2.2具体为，
56、2.2.1、调节速率达标；重力储能与电化学储能的混合储能的调节速率由两部分组成，其中一部分由电化学储能毫秒级满功率充放电响应，另外一部分由重力储能跟踪调节；在混合储能的有功功率跟踪到agc目标后，重力储能继续跟踪agc目标，电化学储能降低充放电功率，跟踪控制偏差；
57、t0时刻接收到agc指令为pdes(t0)，储能电站有功功率为ph(t0)，调节步长为pdes(t0)-ph(t0)，其中重力储能有功功率为ps(t0)，电化学储能有功功率为pe(t0)，假定pe(t0)＝0、pdes(t0)＞ph(t0)，若pdes(t0)-ph(t0)＞pdmax,e则电化学储能以最大放电功率放电，偏差部分pdes(t0)-ph(t0)由重力储能来调节，调节时间取决于重力储能pdes(t0)-ph(t0)的调节时间；若pdes(t0)-ph(t0)≤pdmax,e，则电化学承担全部功率调节，调节时间取决于电化学储能；
58、若调节步长pstep＞pdmax,e，
59、
60、式中，pstep为上级调度下发给重力储能电站的agc指令步长，是电站历史运行数据中指令步长pdes(t0)-ph(t0)的统计值或上级调度设定值；treg,s为重力储能pstep-pdmax,e部分的功率调节时间；pn为储能电站额定容量；
61、以放电为例，其中treg,s由式(7)延迟时间和pstep-pdmax,e调节时间两部分组成，
62、
63、指令下发时刻pe(t0)＝0，则ps(t0)+pstep＝pdes(t0)。
64、
65、公式(17)代入公式(15)，得出，
66、
67、其中,ps(t0)+pstep＜pdmax,s。公式简化为，
68、
69、2.2.2、调节精度达标；混合储能的agc目标的跟踪偏差由重力储能的跟踪偏差和电化学储能偏差修正功率两部分组成；
70、
71、得出电化学储能配置功率，
72、pdmax,e≥2apn-pu (21)
73、综合调节速率和调节精度的指标优化要求式(19)和(21)，得出电化学储能配置的额定功率为，
74、
75、式中，pn,e为电化学储能配置的额定功率。
76、进一步地，所述步骤s3具体为，
77、maxf＝kpfr,cp(qpfr,rl-qpfr,th)+vsfr,cp+ksfr,cpdsfr-(λ0cpfr,ua+λ1cpfr,uc)qdisc
78、-(λ2csfr,rtqrt+λ3csfr,acqac)-λ4cesqes
79、(23)
80、式中，kpfr,cp为一次调频超过理论积分电量的补偿系数；qpfr,rl为实际积分电量；qpfr,th为理论积分电量；vsfr,cp为agc性能达标的容量补偿；ksfr,cp为agc的综合调频性能指标；dsfr为调频里程；λ0、λ1、λ2、λ3分别为一次调频不具备、不达标、agc速率和精度不达标系数，取值为0或1；cpfr,ua为一次调频不具备考核系数；cpfr,uc为一次调频指标不达标考核系数；qdisc为一次调频考核电量；csfr,rt为agc速率不达标考核系数；qrt为速率不达标考核电量；csfr,ac为精度不达标考核系数；qac为精度不达标考核电量；λ4为电化学储能配置系数，取值为0或1；ces为电化学储能单位年均摊建造和运营成本；qes为电化学储能电站容量；
81、计算公式(23)中不同电化学储能配置规模下对λ0、λ1、λ2、λ3考核系数的影响；分别对电化学储能未配置、满足一次调频考核要求、满足agc考核要求的电化学储能配置容量进行计算，对λ0、λ1、λ2、λ3考核系数调整；其中一次调频和agc的补偿费用，以系统一次调频历史动作次数、agc指令次数进行估算；
82、依次对各规模下，一次调频补偿、容量补偿、agc补偿、一次调频考核、agc考核、储能年均摊成本和年度盈余进行计算；
83、满足agc考核要求的电化学储能配置容量的基础上，进一步增大储能规模分析对年度盈余的影响。
84、本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明针对重力储能功率调节响应时间不确定、大功率增负荷和小功率减负荷调节速率差、固定步长非连续调节的特点，总结重力储能功率调节的响应函数，进行不同负荷水平下单指令、多指令的响应性能分析，对电化学储能的配置功率和容量测算，以提升重力储能的调节性能，满足电网一次调频、自动发电控制(agc)的考核要求和提升综合调频性能指标。
1.一种机械储能电站配置电化学储能的容量规划方法，其特征在于包含以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种机械储能电站配置电化学储能的容量规划方法，其特征在于：所述步骤s1具体为，
3.根据权利要求1所述的一种机械储能电站配置电化学储能的容量规划方法，其特征在于：所述步骤s2具体为，
4.根据权利要求1所述的一种机械储能电站配置电化学储能的容量规划方法，其特征在于：所述步骤2.1具体为，
5.根据权利要求3所述的一种机械储能电站配置电化学储能的容量规划方法，其特征在于：所述步骤2.2具体为，
6.根据权利要求1所述的一种机械储能电站配置电化学储能的容量规划方法，其特征在于：所述步骤s3具体为，
