The invention provides a modeling method and system for evaluating the aggregate frequency modulation performance of distributed energy storage system. The proposed method and system optimize the pre-established objective function of power grid by determining the aggregation target of power grid and calculating the response factor of each distributed energy storage unit of distributed energy storage system to aggregation frequency modulation of power grid. Combined with the pre-set constraints of distributed energy storage system and power grid, the particle swarm optimization algorithm is used to determine the most accessible distributed energy storage system in power grid. In order to evaluate the FM performance of the distributed energy storage system after it is connected to the power grid, the optimal aggregate FM scheme is simulated and analyzed according to the pre-set model in the simulation model. By optimizing the output of distributed energy storage system, the method and system can deal with the frequency problems in power grid in time, prevent large-scale cascading failures, and give full play to the application potential of distributed energy storage system.
【技术实现步骤摘要】
一种评估分布式储能系统聚合调频性能的建模方法和系统
本专利技术涉及分布式储能
,并且更具体地，涉及一种评估分布式储能系统聚合调频性能的建模方法和系统。
技术介绍
同集中式储能相比，分布式储能具有投资小、应用灵活、站内损耗小等优势，但分布式储能也有出力分散、可控性差、缺乏相应的调度手段等问题需要解决。目前关于储能调频的研究大多集中在大规模集中式储能调频上，对于分布式储能装置尚未出现完整成熟的调频聚合策略，随着分布式储能装置在电网侧装机规模的逐年增加，分布式储能完全具备调频的能力，建立一种高效精确的调频方法迫在眉睫。2017年11月22日国家能源局官网发布《完善电力辅助服务补偿(市场)机制工作方案》，提出全面推进电力辅助服务补偿(市场)。目前我国电力市场还处于初级阶段，虽然一些省份基于“两个细则”正在优化推进辅助服务，但其市场价格机制仍然缺位，辅助服务的提供者、提供方式、交易规则、费用标准、支付与结算方式尚未完善，因而难以兼顾不同电厂提供辅助服务的成本差异，也难以区别辅助服务质量的差异。分布式储能作为电力辅助服务的重要部分，对其聚合效应进行研究对完善电力辅助服务...
【技术保护点】
1.一种评估分布式储能系统聚合调频性能的建模方法，其特征在于，所述分布式储能系统包括与电网中不同母线相连接的n个储能单元，所述方法包括：步骤1、基于分布式储能系统中每个储能单元的可用容量Pk和实时采集的电网频率，确定分布式储能系统的整体聚合目标Pg，其中，1≤k≤n；步骤2、根据所述分布式储能系统的整体聚合目标Pg，以及分布式储能系统每个分布式储能单元对电网聚合调频的响应因子，并结合预先设置的分布式储能系统和电网的约束条件，采用粒子群算法对预先建立的电网目标函数进行寻优计算，确定电网中接入的分布式储能系统的最佳聚合调频方案；步骤3、根据预先设置的评估电网中接入的分布式储能系...
【技术特征摘要】
1.一种评估分布式储能系统聚合调频性能的建模方法，其特征在于，所述分布式储能系统包括与电网中不同母线相连接的n个储能单元，所述方法包括：步骤1、基于分布式储能系统中每个储能单元的可用容量Pk和实时采集的电网频率，确定分布式储能系统的整体聚合目标Pg，其中，1≤k≤n；步骤2、根据所述分布式储能系统的整体聚合目标Pg，以及分布式储能系统每个分布式储能单元对电网聚合调频的响应因子，并结合预先设置的分布式储能系统和电网的约束条件，采用粒子群算法对预先建立的电网目标函数进行寻优计算，确定电网中接入的分布式储能系统的最佳聚合调频方案；步骤3、根据预先设置的评估电网中接入的分布式储能系统聚合调频性能的第一模型，在预先建立的电网仿真模型上对电网中接入的分布式储能系统的最佳聚合调频方案进行仿真分析；步骤4、根据预先设置的电网在故障/扰动下无分布式储能系统时的经济损失模型，在预先建立的电网仿真模型上计算电网调频时的经济损失，并与电网中接入分布式储能系统后，采用最佳聚合方案进行聚合调频的仿真结果进行综合判定以评估电网接入分布式储能系统后的聚合调频性能。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法在基于分布式储能系统中每个储能单元的可用容量Pk和实时采集的电网频率，确定分布式储能系统的整体聚合目标Pg之前还包括：建立接入分布式储能系统的电网的仿真模型，其中所述仿真模型包括电源、电网架构、电网负荷和分布式储能系统；建立评估电网中接入的分布式储能系统的聚合调频性能的目标函数min(△fmax)和min(Ploss,Qloss)，其中，Δfmax为电网频率偏差最大值，Ploss为电网有功损失值，Qloss为电网无功损失值；确定分布式储能系统的储能规划约束、运行约束、能量状态约束，以及电网的潮流约束、静态安全稳定约束，其中：电网约束包括：时序功率平衡：旋转备用容量：网络传输能力：机组爬坡能力：式中，PG,t为机组时序出力，PBS,t为储能电站时序出力，为外送功率，为网络损耗最大值，FL为时序潮流为当前时刻发电机功率，PG,i,t-1为前一时刻发电机功率，为爬坡功率；分布式储能系统约束条件包括:储能电站容量：充放电功率约束：充放电状态约束：式中，为储能电站容量，QBS,m为储能单元数量，为储能单元额定容量，储能电站放电功率；H为放电时间，为储能电站放电状态；为储能电站充电功率，为储能电站充电状态；设置电网在故障/扰动下无分布式储能系统时的经济损失模型，所述经济损失模型的公式为：式中，L为电网和切负荷造成的总经济损失，Si为电网综合严重度，公式为Si＝ω1S(U)+ω2S(δ)+ω3S(f),ω1、ω2、ω3为电网的电压、功角、频率严重度权重因子，其中F1为可拉闸限电(切机)的负荷停电费用，F2为不可拉闸(切机)限电的负荷停电费用，Wi为反映负荷(发电机)重要性的权重因子；设置评估电网中接入的分布式储能系统聚合调频性能的第一模型，所述第一模型的公式为：式中，TBess为分布式储能系统聚合调频性能综合评估公式，L为电网和切负荷造成的总经济损失，α1为故障或扰动下电网无储能参与时电网和切负荷造成的总经济损失权重因子；α2为分布式储能系统出力情况权重因子，PBess为分布式储能系统出力综合成本。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，建立接入分布式储能系统的电网的仿真模型还包括对所述仿真模型进行潮流计算和参数调整，使所述仿真模型的电网潮流分布与电网实际测量的潮流分布的误差小于5％。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于分布式储能系统中每个储能单元的可用容量和实时采集的电网频率，确定分布式储能系统的整体聚合目标Pg包括：根据分布式储能系统中每个储能单元的可用容量确定可调聚合潜力Pi，其计算公式为：式中，Pk为分布式存储系统第k个分布式装置的可用容量；根据所述分布式储能系统的可调聚合潜力Pi，并结合实时采集的电网频率确定分布式储能系统的整体聚合目标Pg，其计算公式为：式中，为所采N个频率数据点的平均值，fref为电网标准频率，为所采N个功率数据点的平均值，Pref为电网基准功率。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述分布式储能系统的整体聚合目标Pg，以及分布式储能系统每个分布式储能单元对电网聚合调频的响应因子，并结合预先设置的分布式储能系统和电网的约束条件，采用粒子群算法对预先建立的电网目标函数进行寻优计算，确定电网中接入的分布式储能系统的最佳聚合调频方案包括：计算分布式储能系统中每个储能单元对电网聚合调频效果的响应因子是指分布储能系统接入电网后等同于向电网加入了新的激励源，根据叠加效应，电网j支路的潮流结果为所有出力发生改变的储能单元和所有发电机叠加后的效果，则单个节点上分布式储能单元对等值无源网络j支路的影响即为接入分布式储能单元的电网母线m处对线路j处的响应为：式中，为等值无源网络下母线m处储能单元出力改变时j支路的响应电流，为电网中储能单元出力未发生改变时j支路的电流，αmj为母线m处储能单元出力改变时对j支路的响应因子；根据分布式储能系统的整体聚合目标Pg和分布式储能系统每个分布式储能单元对电网聚合调频的响应因子确定电网中j支路的聚合调频方案，其计算公式为：式中，M为分布式储能系统中接入不同母线的n个分布式储能单元的集合，m为所有出力发生改变的储能单元，αmj为出力发生改变的储能单元对j支路的响应因子，Pmj为出力发生改变的储能单元对j支路拟输出的功率；根据所述聚合调频方案，结合预先设置的分布式储能系统和电网的约束条件，采用粒子群算法对预先建立...
【专利技术属性】
技术研发人员：李相俊，张天庆，李文启，惠东，邱武斌，贾学翠，杨海晶，宋宁希，高东学，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国网河南省电力公司电力科学研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11
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