一种考虑调峰、调压需求的广域分布式储能系统协调调度方法技术方案

本发明专利技术公开了一种考虑调峰、调压需求的广域分布式储能系统协调调度方法，包括：获取电网参数和分布式储能参数；以常规火电机组运行费用、节点电压偏差惩罚费用之和最小为目标函数；以常规火电机组约束、风电机组约束、系统约束以及电池储能系统约束为约束条件，建立考虑调峰、调压需求的广域分布式储能系统协调调度模型；为利于模型的较快、精确求解，利用大M法等线性化工具对电压降落约束、目标函数中的电压偏差惩罚项等非线性式进行线性化处理；最后在仿真计算平台调用求解工具对所建立的模型进行求解，得到含分布式储能的电力系统调度方案。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑调峰、调压需求的广域分布式储能系统协调调度方法
本专利技术属于电气工程领域，更具体地，涉及一种考虑调峰、调压需求的广域分布式储能系统协调调度方法。
技术介绍
我国目前能源结构较为单一，一次能源主要是以煤电为主，燃气电站等灵活调节电源比例很小，因此系统调节能力不足造成了含大规模风电电力系统运行调度困难。根据风电与负荷波动的一致性，可将风电日内调峰效应可分为正调峰、反调峰和过调峰三种情形，反调峰特性对电力系统调峰能力要求最高。我国风资源丰富的“三北”地区，冬季供热地区供热机组“以热定电”的原则导致供热机组负荷增加、调峰能力减小，而这些地区冬季风电波动呈现“反调峰”特性的概率较高。系统调峰能力不足成为了这些地区冬季风电消纳能力的主要限制因素。同时，风电场与用电负荷往往存在空间上的不一致，远距离输电将带来明显的电压跌落，从而引发电压质量问题。大规模储能系统对电网负荷“削峰填谷”，实现部分负荷的时空平移，减少电网等效负荷峰谷差，进而松弛电网向下调峰瓶颈，使既有电网有能力接纳更大容量风电。含储能系统的电力系统协调调度可通过减少系统运行成本等方式带来经济效益，很多文献都是以这个为出发点进行建模和研究，如减少系统发电和运行成本、通过减少系统备用节省成本等。但现有研究中少有同时考虑调压、调峰等多应用需求的，对分布式储能系统调压能力的挖掘不足，将影响电力系统电压质量的提高。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种考虑调峰、调压需求的广域分布式储能系统协调调度方法。由此解决现有技术存在储能系统调度目标单一，不能有效平衡因大规模风电接入导致调峰能力不足、远距离输电引发的电压偏差过大等技术问题。为实现上述目的，本专利技术提供了一种考虑调峰、调压需求的广域分布式储能系统协调调度方法，包括：(1)获取电网参数和分布式储能参数；(2)常规火电机组运行费用、节点电压偏差惩罚费用之和最小为目标函数；(3)以常规火电机组约束、风电机组约束、系统约束以及电池储能系统约束为约束条件，建立基于运行模拟的储能规划模型；(4)利用大M法等线性化工具对电压降落约束、目标函数中的电压偏差惩罚项等非线性式进行线性化处理；(5)在仿真计算平台调用求解工具对所建立的考虑调峰、调压需求的广域分布式储能系统协调调度模型进行求解，得到含分布式储能的电力系统调度方案。进一步的，电网参数包括：火电机组经济参数、系统技术参数、风电机组技术参数和火电技术参数，以及典型日风电及负荷的有功功率数据以及无功功率数据系统技术参数包括：协调调度系统的总时段数T，电压偏差惩罚系数ρ，线路电阻及电抗线路输送容量系统各节点所允许的电压上限值V+、电压下限值V-，系统向上调节备用容量系统向下调节备用容量风电技术参数包括：为满足新能源消纳要求所允许的最大弃风率μ。火电技术参数包括：火电机组总数Ng，各火电机组i的出力上、下限上爬坡速率下爬坡速率火电机组经济参数为运行成本二次曲线参数ai,bi,ci。分布式储能参数包括电池储能的技术参数及经济参数：电池储能所处节点集合Ωb，电池储能的充放电效率ηc,ηd，电池储能的功率容量电池储能的能量容量各节点电池储能的初始能量Ei0。进一步的，目标函数为：其中第一部分为常规火电机组运行费用，即火电机组的煤耗费用。该部分体现分布式储能系统参与电力系统调峰对于促进风电消纳、减少煤耗运行成本的作用；第二部分代表节点电压偏差惩罚费用，通过对节点电压Vit偏离基准电压的程度进行惩罚以使得各节点电压尽可能接近基准电压，从而发挥分布式储能系统的调压能力并提高电压质量。其中T为协调调度系统的总时段数，Ng为火电机组数量，为第i台火电机组第t时段的运行费用。ρ为电压偏差惩罚系数，Vit为第i个节点在第t时段的电压幅值。进一步的，常规火电机组约束包括：二次煤耗曲线分段线性化约束，有功功率出力上下限约束，无功功率出力上下限约束，有功功率爬坡约束；所述风电机组约束包括：有功功率出力上下限约束，无功功率出力上下限约束，最大允许弃风限电率约束；所述系统约束包括：节点功率平衡约束，旋转备用约束，线路传输容量约束，电压降落约束以及电压限值约束；所述电池储能约束包括：电池充放电容量约束，输出有功功率等式约束，有功功率充电、放电上下限约束，相邻时段能量平衡约束，能量上下限约束，能量回归初始化约束；总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：(1)本专利技术兼顾了含大规模新能源的电力系统的调峰与调压需求建立起含分布式储能系统的协调调度模型，协调调度模型以常规火电机组运行费用与节点电压偏差惩罚费用之和最小为目标函数，通过火电机组运行费用的变化体现分布式储能系统参与调峰的经济收益，通过节点电压偏差惩罚费用表征分布式储能系统对提升电力系统调压能力的作用。通过对分布式储能系统参与调峰、调压效益的量化衡量最大化发挥出储能的调节作用，并使其在提升系统调峰能力、调压能力间取得平衡。本专利技术有效提升了含分布式储能系统调度的经济性。(2)本专利技术基于交流潮流建立起考虑储能发挥无功调节能力的调度模型，通过引入0-1变量对模型中的双向潮流问题进行数学描述，并通过大M法对其对应的电压跌落约束以及目标函数中的电压偏差惩罚费用非线性化进行线性化转换，建立了完善、易于快速求解的含分布式储能系统协调调度模型，在快速求解的同时有效保证了模型求解的精确度。附图说明图1是常规机组煤耗特性曲线线性化示意图图2是本专利技术实施例提供的一种考虑调峰、调压需求的广域分布式储能系统协调调度方法的流程图具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本专利技术进行进一步详细说明。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。如图1所示，一种考虑调峰、调压需求的广域分布式储能系统协调调度方法，包括以下步骤：步骤1：获取电网参数和分布式储能参数。所述电网参数包括：火电机组经济参数、系统技术参数、风电机组技术参数和火电技术参数，以及典型日风电及负荷的有功功率数据以及无功功率数据系统技术参数包括：协调调度系统的总时段数T，电压偏差惩罚系数ρ，线路电阻及电抗线路输送容量系统各节点所允许的电压上限值V+、电压下限值V-，系统向上调节备用容量系统向下调节备用容量风电技术参数包括：为满足新能源消纳要求所允许的最大弃风率μ。火电技术参数包括：火电机组总数Ng，各火电机组i的出力上、下限上爬坡速率下爬坡速率火电机组经济参数为运行成本二次曲线参数ai,bi,ci。分布式储能参数包括电池储能的技术参数及经济参数：电池储能所处节点集合Ωb，电池储能的充放电效率ηc,ηd，电池储能的功率容量电池储能的能量容量各节点电池储能的初始能量Ei0。步骤2：构建考虑调峰、调压需求的分布式储能调度模型的目标函数目标函数：式中第一部分为常规火电机组运行费用，即火电机组的煤耗费用。该部分体现分布式储能系统参与电力系统调峰对于促进风电消纳、减少煤耗运行成本的作用；第二部分代表节点电压偏差惩罚费用，通过对节点电压Vit偏离基准电压的程度进行惩罚以使得各节点电压尽可能接近基准电压，从而发挥分布式储能系统的调压能力并提高电压质量。其中T为协调调度系统的总时段数，Ng本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种考虑调峰、调压需求的广域分布式储能系统协调调度方法，其特征在于，包括：(1)获取电网参数和分布式储能参数；(2)以常规火电机组运行费用、节点电压偏差惩罚费用之和最小为目标函数；(3)以常规火电机组约束、风电机组约束、系统约束以及电池储能系统约束为约束条件，建立考虑调峰、调压需求的广域分布式储能系统协调调度模型；(4)为利于模型的较快、精确求解，利用大M法等线性化工具对电压降落约束、目标函数中的电压偏差惩罚项等非线性式进行线性化处理；(5)在仿真计算平台调用求解工具对所建立的考虑调峰、调压需求的广域分布式储能系统协调调度模型进行求解，得到含分布式储能的电力系统调度方案。

【技术特征摘要】
1.一种考虑调峰、调压需求的广域分布式储能系统协调调度方法，其特征在于，包括：(1)获取电网参数和分布式储能参数；(2)以常规火电机组运行费用、节点电压偏差惩罚费用之和最小为目标函数；(3)以常规火电机组约束、风电机组约束、系统约束以及电池储能系统约束为约束条件，建立考虑调峰、调压需求的广域分布式储能系统协调调度模型；(4)为利于模型的较快、精确求解，利用大M法等线性化工具对电压降落约束、目标函数中的电压偏差惩罚项等非线性式进行线性化处理；(5)在仿真计算平台调用求解工具对所建立的考虑调峰、调压需求的广域分布式储能系统协调调度模型进行求解，得到含分布式储能的电力系统调度方案。2.如权利要求1所述的一种考虑调峰、调压需求的广域分布式储能系统协调调度方法，其特征在于，所述电网参数包括：网参数包括：火电机组经济参数、系统技术参数、风电机组技术参数和火电技术参数，以及典型日风电及负荷的有功功率数据以及无功功率数据系统技术参数包括：协调调度系统的总时段数T，电压偏差惩罚系数ρ，线路电阻及电抗线路输送容量系统各节点所允许的电压上限值V+、电压下限值V-，系统向上调节备用容量系统向下调节备用容量风电技术参数包括：为满足新能源消纳要求所...

【专利技术属性】
技术研发人员：饶宇飞，李相俊，甘伟，杨海晶，李朝晖，张景超，贾学翠，李程昊，滕卫军，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司电力科学研究院，中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41