配电网中分布式储能的位置和容量优化配置方法技术

本发明专利技术涉及一种配电网中分布式储能的位置和容量优化配置方法，包括以下步骤：初始化基于模拟退火的粒子群算法参数；计算配电网各节点24h的网损灵敏度及网损灵敏度方差，进行配电网的潮流和网损计算，并根据分布式储能的容量优化模型计算当前粒子的适应度值；判断基于模拟退火的粒子群优化算法是否收敛，采用模拟退火算法对求出的pbest进行抽样，产生新解并计算目标函数值，采用Metropolis准则对最优解保留或者舍弃；根据分布式储能的优化充放电功率和充放电时段计算配电网中分布式储能的最优配置容量。本发明专利技术设计合理，确保分布式储能接入配电网后系统的网损最小，精确找到了分布式储能的安装位置，有利于分布式储能容量的优化，缩小了求解空间，计算效率高。

【技术实现步骤摘要】
配电网中分布式储能的位置和容量优化配置方法
本专利技术属于配电网分布式储能
，尤其是一种配电网中分布式储能的位置和容量优化配置方法。
技术介绍
当分布式储能接入配电网后，配电网潮流的方向和大小将发生改变，随之将对配电网的网损和电压产生影响。国内外学者从不同角度对分布式储能接入配电网的位置和容量优化配置方法进行了研究。例如，以储能安装成本、储能运行成本、切断可中断负荷的罚金及新电路的扩展成本的总和为目标函数，以配电网扩展规划为场景研究分布式储能的选点布局和容量配置。例如，提出了储能布局和尺寸的概念，证明了当发电成本曲线是凸的和递减的情况下，总是存在一个最优的容量分配方案。例如，提出了一种基于成本的方法来优化配电网中分布式储能的接入位置和容量。例如，研究了分布式储能和其他资源(如分布式电源和电容器)的规划问题，分布式储能被视为预留的调度资源。例如，考虑了分布式储能接入配电网的多目标优化问题，用智能优化算法对配电网中分布式储能的接入位置和容量进行优化。例如，对分布式电源和电动汽车充电桩的选址和定容进行了深入的讨论。例如，以电压灵敏度系数作为节点功率注入的函数来确定能够改善配电网电压水平的分布式储能接入位置。综上所述，分布式储能在配电网中的应用已引起各方面的重视。目前对分布式储能的研究中，同时对分布式储能在配电网中的位置和容量优化配置方法的研究较少。且已有的研究对分布式储能的利用率较低，所采用的优化配置方法耗时长，不适用于大型系统。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提出一种配电网中分布式储能的位置和容量优化配置方法，其使用网损灵敏度公式计算配电网各节点24小时的网损灵敏度，并根据各节点网损灵敏度方差确定配电网中各节点接入分布式储能的优先顺序，精确找到了分布式储能的安装位置，有利于分布式储能容量的优化，且缩小了求解空间，计算效率高。另外，以配电网网损和节点电压波动为目标函数，采用基于模拟退火的粒子群优化算法对选定节点分布式储能的充放电功率进行优化，并由此确定分布式储能的最优接入容量。本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：一种配电网中分布式储能的位置和容量优化配置方法，包括以下步骤：步骤1、获取配电网负荷数据，初始化基于模拟退火的粒子群算法的位置和速度、粒子种群大小、最大迭代次数、模拟退火的温度。步骤2、设定分布式储能在配电网中的安装节点个数N；计算配电网各节点24h的网损灵敏度，并根据网损灵敏度画出配电网各节点的网损灵敏度曲线；步骤3、综合考虑配电网各节点24h的网损灵敏度变化，计算配电网各节点的网损灵敏度方差，并确定配电网各节点接入分布式储能的优先顺序，选择安装节点；步骤4、根据当前分布式储能的接入个数N，对分布式储能的位置和功率进行编码；步骤5、根据粒子初始负荷节点的注入功率值，运用潮流计算程序进行配电网的潮流和网损计算，并根据分布式储能的容量优化模型计算当前粒子的适应度值；步骤6、更新粒子的pbest和gbest值；步骤7、采用模拟退火算法对求出的pbest进行抽样，产生新解并计算目标函数值，采用Metropolis准则对最优解保留或者舍弃；步骤8、根据抽样的结果得到全局最优解gbest，并检查是否达到最大迭代次数，若没有达到则转向步骤6，否则转向步骤9；步骤9、输出分布式储能的最优充放电功率；步骤10、根据分布式储能的优化充放电功率和充放电时段来计算配电网中分布式储能的最优配置容量。进一步，所述步骤2中的网损灵敏度的计算方法如下：步骤2.1、根据计算配电网网损；其中，Vi∠δi为节点i在t时刻的电压；Vj∠δj为节点j在t时刻的电压；rij+jxij＝Zij为节点阻抗矩阵的i行，j列元素；Pi,Pj分别为节点i,j在t时刻注入的有功功率；Qi,Qj分别为节点i,j在t时刻注入的无功功率；步骤2.2、根据计算配电网24h的总网损；步骤2.3、将PLoss,t分别对Pi,Qi进行求导，得到配电网各节点的网损灵敏度公式：进一步，所述步骤3中的网损灵敏度方差按如下公式计算：δi为节点i在t时刻的网损灵敏度方差，δi综合考虑了分布式储能的充放电运行状态。进一步，所述步骤4对分布式储能的位置和功率进行编码的形式如下：x＝[x1,x2,…xn,y1,y2,…yn,…yj·n+i,…yT·n]式中：xi为第i个分布式储能的接入位置，应对其取整；yj·n+i为(j+1)时刻第i个分布式储能的充放电功率。进一步，所述步骤5中的分布式储能的容量优化模型如下：式中，PLoss为原始配电网1天中的网络损耗；V为原始配电网1天中各节点电压波动的总和；N为配电网的节点数；T为1天中所划分的总时段数；Vi,t,Vref分别为t时刻节点i的电压幅值和基准电压值；λ1和λ2为目标函数的权重系数，且λ1+λ2＝1。进一步，在步骤7中，在粒子群优化算法中引入模拟退火的思想，其速度和位置更新速度如下：进一步，所述充放电功率的约束条件包括：⑴功率平衡约束：分别为t时刻配电网根节点处的有功功率和无功功率；分别为t时刻节点i上分布式储能发出或吸收的有功功率和无功功率；分别为t时刻节点i的有功负荷和无功负荷；Vi,t,Vj,t分别为t时刻节点i和j的电压幅值；Gij和Bij为节点i和j之间的电导值和电纳值；δij,t为t时刻i,j两节点之间的相角差；⑵分布式储能充放电功率约束：其中，PDSS_max,PDSS_min为分布式储能功率的上限和下限；⑶分布式储能能量平衡约束：所述步骤10中，分布式储能的最优配置容量的计算方法如下：其中，E为节点i处分布式储能的最优配置容量，1～m1,m2～m3,mj～mn为样本数据中需要连续充电或者连续放电的时段，分别为t时刻节点i上分布式储能发出或吸收的有功功率，Δt为样本数据采样时间间隔，η为分布式储能的充放电效率；其中，本专利技术的优点和积极效果是：1、本专利技术使用网损灵敏度公式计算配电网各节点24小时的网损灵敏度，并根据各节点网损灵敏度方差确定配电网中各节点接入分布式储能的优先顺序。通过该方法得到分布式储能的最优接入位置，能确保分布式储能接入配电网后系统的网损最小，精确找到了分布式储能的安装位置，有利于分布式储能容量的优化，且缩小了求解空间，计算效率高。2、本专利技术以配电网网损和节点电压波动为目标函数，采用基于模拟退火的粒子群优化算法对选定节点分布式储能的充放电功率进行优化，并由此确定分布式储能的最优接入容量。分布式储能的安装在降低配电网网损的同时，也可降低节点电压波动，且采用基于模拟退火的粒子群优化算法有效避免了搜索过程陷入局部最优解。附图说明图1是本专利技术的处理流程图；图2是一种配电网系统结构图；图3是符合时序曲线图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术实施例做进一步详述。一种配电网中分布式储能的位置和容量优化配置方法，如图1所示，包括以下步骤：步骤1、步骤1、获取配电网负荷数据，初始化基于模拟退火的粒子群算法的位置和速度、粒子种群大小、最大迭代次数、模拟退火的温度等。步骤2、设定分布式储能在配电网中的安装节点个数N；计算配电网各节点24h的网损灵敏度，并根据网损灵敏度画出配电网各节点的网损灵敏度曲线。在本步骤中，网损灵敏度的计算方法如下：步骤2.1、在配电网中，根据计算配电网网损。其中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种配电网中分布式储能的位置和容量优化配置方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1、获取配电网负荷数据，初始化基于模拟退火的粒子群算法的位置和速度、粒子种群大小、最大迭代次数、模拟退火的温度。步骤2、设定分布式储能在配电网中的安装节点个数N；计算配电网各节点24h的网损灵敏度，并根据网损灵敏度画出配电网各节点的网损灵敏度曲线；步骤3、综合考虑配电网各节点24h的网损灵敏度变化，计算配电网各节点的网损灵敏度方差，并确定配电网各节点接入分布式储能的优先顺序，选择安装节点；步骤4、根据当前分布式储能的接入个数N，对分布式储能的位置和功率进行编码；步骤5、根据粒子初始负荷节点的注入功率值，运用潮流计算程序进行配电网的潮流和网损计算，并根据分布式储能的容量优化模型计算当前粒子的适应度值；步骤6、更新粒子的pbest和gbest值；步骤7、采用模拟退火算法对求出的pbest进行抽样，产生新解并计算目标函数值，采用Metropolis准则对最优解保留或者舍弃；步骤8、根据抽样的结果得到全局最优解gbest，并检查是否达到最大迭代次数，若没有达到则转向步骤6，否则转向步骤9；步骤9、输出分布式储能的最优充放电功率；步骤10、根据分布式储能的优化充放电功率和充放电时段来计算配电网中分布式储能的最优配置容量。...

【技术特征摘要】
1.一种配电网中分布式储能的位置和容量优化配置方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1、获取配电网负荷数据，初始化基于模拟退火的粒子群算法的位置和速度、粒子种群大小、最大迭代次数、模拟退火的温度。步骤2、设定分布式储能在配电网中的安装节点个数N；计算配电网各节点24h的网损灵敏度，并根据网损灵敏度画出配电网各节点的网损灵敏度曲线；步骤3、综合考虑配电网各节点24h的网损灵敏度变化，计算配电网各节点的网损灵敏度方差，并确定配电网各节点接入分布式储能的优先顺序，选择安装节点；步骤4、根据当前分布式储能的接入个数N，对分布式储能的位置和功率进行编码；步骤5、根据粒子初始负荷节点的注入功率值，运用潮流计算程序进行配电网的潮流和网损计算，并根据分布式储能的容量优化模型计算当前粒子的适应度值；步骤6、更新粒子的pbest和gbest值；步骤7、采用模拟退火算法对求出的pbest进行抽样，产生新解并计算目标函数值，采用Metropolis准则对最优解保留或者舍弃；步骤8、根据抽样的结果得到全局最优解gbest，并检查是否达到最大迭代次数，若没有达到则转向步骤6，否则转向步骤9；步骤9、输出分布式储能的最优充放电功率；步骤10、根据分布式储能的优化充放电功率和充放电时段来计算配电网中分布式储能的最优配置容量。2.根据权利要求1所述的配电网中分布式储能的位置和容量优化配置方法，其特征在于：所述步骤2中的网损灵敏度的计算方法如下：步骤2.1、根据计算配电网网损；其中，Vi∠δi为节点i在t时刻的电压；Vj∠δj为节点j在t时刻的电压；rij+jxij＝Zij为节点阻抗矩阵的i行，j列元素；Pi,Pj分别为节点i,j在t时刻注入的有功功率；Qi,Qj分别为节点i,j在t时刻注入的无功功率；步骤2.2、根据计算配电网24h的总网损；步骤2.3、将PLoss,t分别对Pi,Qi进行求导，得到配电网各节点的网损灵敏度公式：。3.根据权利要求1所述的配电网中分布式储能的位置和容量优化配置方法，其特征在于：所述步骤3中的网损灵敏度方差按如下公式计算：δi为节点i在t时刻的网损灵敏度方差，δi综合...

【专利技术属性】
技术研发人员：米增强，杜鹏，贾雨龙，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：河北,13