一种受端电网中电池储能系统选址方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种受端电网中电池储能系统选址方法及系统，包括：获取储能系统的基础数据；将所述获取的基础数据带入预先建立的电池储能建设模型，进行计算，获得储能系统考虑经济性后的最优选址。本发明专利技术将受端电网中电池储能的选址与经济性相结合，将经济效益最大化作为目标函数使得储能系统加入配电网的实际可行性大大提升，减少严重故障造成的冲击，提高运行稳定性和可靠性，大大提高了算法的计算能力和运行效率。同时，储能系统的加入使得储能系统本身的优势得以发挥，不仅增加了受端电网对新能源的接纳能力，还可以起到对电网系统一定程度的支撑和调节作用。

A Method and System for Location of Battery Energy Storage System in Receiver Grid

【技术实现步骤摘要】
一种受端电网中电池储能系统选址方法及系统
：本专利技术属于储能
，具体涉及一种受端电网中电池储能系统选址方法及系统。
技术介绍
：近年来，由于波动性、随机性强的新能源的大量并网，使其受端电网面临着峰谷差进一步加大，配电网投资扩建收益低，主要设备利用率低等大量问题，也使配网供电可靠性大大降低。储能系统的接入能够对系统起到一定程度的支撑和调节作用。在电网中合理规划布局不但可以有效地消纳分布式能源，还可以作为提供紧急功率支撑，减少严重故障造成的功率冲击，提高电网运行稳定性和可靠性、调整频率、补偿负荷波动的一种手段，然而，有关受端电网中电池储能系统选址方法的研究还较为单一。大规模受端电网为主要特征的全国互联大电网已初步形成，考虑城市受端电网的特点，原有电网规划模式与方法不能完全适应未来的发展趋势，尤其是随着电网互联的不断发展、电力受端系统负荷规模的日益扩大和电力体质的市场化改革，电力系统运行面临着电压稳定问题的威胁日益突出。电池储能技术的快速发展，锂离子电池和铅碳电池的等效全寿命周期度电成本降低，已具备峰谷电差套利的应用条件而现有研究中建立在经济最优化的储能选址较少提及。而且在电池储能的选址布局上，电池储能系统布局复杂，计算量大，存在很大的缺陷。
技术实现思路
：为了克服上述缺陷，本专利技术提供了一种受端电网中电池储能系统选址方法，所述方法包括：获取储能系统的基础数据；将所述获取的基础数据带入预先建立的电池储能建设模型，进行计算，获得储能系统考虑经济性后的最优选址。优选的，所述将所述获取的基础数据带入预先建立的电池储能建设模型，进行计算包括：使用所述获取的基础数据为预先建立的电池储能建设模型中的目标函数和约束条件赋值；使用预先设定的初始数据初始化蚁群；采用蚁群算法对所述电池储能建设模型进行蚁群迭代计算；记录迭代结果数据；若蚁群算法达到最大迭代数则将所述迭代结果数据作为最优的选址位置进行输出；否则，基于迭代结果数据生成下一代蚁群，根据概率选择移动的位置，更新初始数据，继续进行迭代计算，直到达到最大迭代数。所述根据概率选择移动的方向包括：按下式计算移动到任方向的概率：式中：表示蚂蚁k从目标i转移到目标j的概率；τij(t)表示t时刻目标i与j路径上的信息素浓度；ηij(t)为启发函数，表示蚂蚁从i到j期望程度；allowk表示蚂蚁k待访问的目标的集合；α和β分别用来控制信息素和启发函数的相对重要程度；选择概率最大的方向进行移动。优选的，所述电池储能建设模型的目标函数如下式：式中,Zmin为经济成本最小值；i0为预期收益率；Src,i为储能装置第i个节点的安装单位容量；K1为储能单位容量下的成本价格；N1为依据净收益分析得出电池储能系统寿命年限；Srs,i为变流器装置第i个节点的安装单位容量；K2为变流器单位容量下的成本价格；N2为依据净收益分析得出变流器寿命年限；Srp,i为配电装置第i个节点的安装单位容量；K3为配电装置单位容量下的成本价格；N3为依据净收益分析得出配电装置寿命年限；选择概率最大的方向进行移动。优选的，所述电池储能建设模型的约束条件包括：受端电网提升功率约束、节点电压波动值约束、线路最大传输功率约束、暂态稳定约束、储能电池容量约束和储能放电量约束。优选的，所述受端电网提升功率约束，按下式计算：式中：Prt为受端电网安装储能后实际接受功率；β安装储能后提升系数；为受端电网未安装储能前接受功率。优选的，所述节点电压波动值约束，按下式计算：dUk％≤dUmax％式中：k为储能安装节点；其中dUk％为节点k的电压波动值。优选的，所述线路最大传输功率约束，按下式计算：Pi'≤Pimax其中，Pimax为线路i最大允许通过功率。优选的，所述暂态稳定约束，包括：电压稳定和频率稳定；所述电压稳定，按下式计算：其中：为受端网络功率和电压的关系表达式；所述频率稳定，按下式计算：|Δf|≤ε其中：|Δf|为配电网中频率波动值；ε为频率稳定的临界值。优选的，所述储能电池容量约束，按下式计算：其中PESS、QESS分别为电池储能装置的有功、无功；PPCS、QPCS分别为变流器装置的有功、无功。优选的，所述储能放电量约束，按下式计算：0≤E(t)≤Ecmax其中：Ecmax为储能电池系统的最大充放电能量。优选的，所述获取基础信息，包括：预期收益率、储能装置安装单位容量、电池储能系统寿命年限、变流器装置安装单位容量、变流器寿命年限、配电装置安装单位容量、配电装置寿命年限。优选的，所述预先设定的初始数据，包括：蚁群算法的个体数量、信息要素挥发因子、常系数、启发系数、信息素重要程度因子、信息要素矩阵、路径记录表、各代最佳路径的信息和迭代次数。一种受端电网中电池储能系统选址系统，所述系统包括：获取模块：用于获取储能系统的基础数据；选址模块：用于将所述获取的基础数据带入预先建立的电池储能建设模型，进行迭代计算，获得储能系统的最优选址。优选的，所述选址模块包括：计算单元，用于使用所述获取的基础数据为预先建立的电池储能建设模型中的目标函数和约束条件赋值；使用预先设定的初始数据初始化蚁群；采用蚁群算法对所述电池储能模型进行蚁群迭代计算；记录迭代结果数据；若蚁群算法达到最大迭代数则将所述迭代结果数据作为最优的选址位置进行输出；否则，基于迭代结果数据生成下一代蚁群，根据概率选择移动的位置，更新初始数据，继续进行迭代计算，直到达到最大迭代数。选址单元，用于确定达到最大迭代数的迭代结果数据为所述储能系统的最优选址。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1、本专利技术提供一种受端电网中电池储能系统选址方法，输出经济最优时储能的最优选址，实现了受端电网中电池储能的选址与经济性相结合，使得既满足经济效益最大，又保证了加入电池储能后的电网能够安全、稳定和可靠的运行。2、本专利技术提供一种受端电网中电池储能系统选址方法，将经济效益最大化作为目标函数使得储能系统加入配电网的实际可行性大大提升。同时，储能系统的加入使得储能系统本身的优势得以发挥，不仅增加了受端电网对新能源的接纳能力，还可以起到对电网系统一定程度的支撑和调节作用，作为提供紧急功率支撑，减少严重故障造成的冲击，提高电网运行稳定性和可靠性、调整频率、补偿负荷波动的一种手段。3、本专利技术提供一种受端电网中电池储能系统选址方法，在电池储能的选址布局上，考虑到电池储能系统布局复杂，计算量大，而蚁群算法搜索过程采用分布式计算方式，多个个体同时进行并行计算，大大提高了算法的计算能力和运行效率。附图说明：图1为本专利技术的实施方法流程图；图2为本专利技术的一种受端电网中电池储能系统选址方法流程图。具体实施方式：为了更好地理解本专利技术，下面结合说明书附图及实例对本专利技术的内容做进一步说明：实施例1本专利技术提供的一种受端电网中电池储能系统选址方法，如图1所示，所述方法可以包括：获取储能系统的基础数据；将所述获取的基础数据带入预先建立的电池储能建设模型，进行计算，获得储能系统考虑经济性后的最优选址。如图2所示，为本专利技术提供的一种受端电网中电池储能系统选址方法流程图，在保证了加入储能后的电网能够安全、稳定和可靠的运行下，利用蚁群算法的搜索过程采用分布式计算方式，多个个体同时进行并行计算，大大提高了算法的计算能力和运行效率高等特点，将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种受端电网中电池储能系统选址方法，其特征在于，所述方法包括：获取储能系统的基础数据；将所述获取的基础数据带入预先建立的电池储能建设模型，进行计算，获得储能系统考虑经济性后的最优选址。

【技术特征摘要】
1.一种受端电网中电池储能系统选址方法，其特征在于，所述方法包括：获取储能系统的基础数据；将所述获取的基础数据带入预先建立的电池储能建设模型，进行计算，获得储能系统考虑经济性后的最优选址。2.如权利要求1所述的一种受端电网中电池储能系统选址方法，其特征在于，所述将所述获取的基础数据带入预先建立的电池储能建设模型，进行计算包括：使用所述获取的基础数据为预先建立的电池储能建设模型中的目标函数和约束条件赋值；使用预先设定的初始数据初始化蚁群；对所述电池储能建设模型进行蚁群迭代计算；记录迭代结果数据；若蚁群算法达到最大迭代数则将所述迭代结果数据作为最优的选址位置进行输出；否则，基于迭代结果数据生成下一代蚁群，根据概率选择移动的方向，更新初始数据，继续进行迭代计算，直到达到最大迭代数。3.如权利要求2所述的一种受端电网中电池储能系统选址方法，其特征在于，所述根据概率选择移动的方向,包括：按下式计算移动到任何方向的概率：式中：表示蚂蚁k从目标i转移到目标j的概率；τij(t)表示t时刻目标i与j路径上的信息素浓度；ηij(t)为启发函数，表示蚂蚁从i到j期望程度；allowk表示蚂蚁k待访问的目标的集合；α和β分别用来控制信息素和启发函数的相对重要程度；选择概率最大的方向进行移动。4.如权利要求1所述的一种受端电网中电池储能系统选址方法，其特征在于，所述电池储能建设模型的目标函数如下式：式中,Zmin为经济成本最小值；i0为预期收益率；Src,i为储能装置第i个节点的安装单位容量；K1为储能单位容量下的成本价格；N1为依据净收益分析得出电池储能系统寿命年限；Srs,i为变流器装置第i个节点的安装单位容量；K2为变流器单位容量下的成本价格；N2为依据净收益分析得出变流器寿命年限；Srp,i为配电装置第i个节点的安装单位容量；K3为配电装置单位容量下的成本价格；N3为依据净收益分析得出配电装置寿命年限。5.如权利要求1所述的一种受端电网中电池储能系统选址方法，其特征在于，所述电池储能建设模型的约束条件包括：受端电网提升功率约束、节点电压波动值约束、线路最大传输功率约束、暂态稳定约束、储能电池容量约束和储能放电量约束。6.如权利要求5所述的一种受端电网中电池储能系统选址方法，其特征在于，所述受端电网提升功率约束，按下式计算：式中：Prt为受端电网安装储能后实际接受功率；β安装储能后提升系数；为受端电网未安装储能前接受功率。7.如权利要求5所述的一种受端电网中电池储能系统选址方法，其特征在于，所述节点电压波动值约束...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建林，修晓青，李文启，李一辰，李蓓，惠东，刘韶林，张景超，
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，
类型：发明
国别省市：北京,11