一种解决潮流拥塞问题的储能电站布置方法技术

本发明专利技术公开了一种解决潮流拥塞问题的储能电站布置方法，包括储能电站位置布置和储能电站容量布置；根据潮流拥塞线路所处位置选择近区节点作为储能电站的待接入点，选择对拥塞线路潮流影响灵敏度最高的待接入点作为储能电站的实际接入点，构成储能电站的位置方案；构建以潮流拥塞线路接入储能电站后经济效益为最高的目标函数，利用粒子群算法对目标函数进行求解，得到智能电站的容量布置方案。利用本发明专利技术方法得到的储能电站布置，不仅计算更加简单、便捷，而且可以更加合理的选择储能电站的容量，得到更好的经济效益。

An energy storage power plant layout method to solve the problem of power flow congestion

【技术实现步骤摘要】
一种解决潮流拥塞问题的储能电站布置方法
本专利技术涉及电力系统优化配置
，特别是涉及一种解决潮流拥塞问题的储能电站布置方法。
技术介绍
可再生能源由于具有污染小、储量大、可循环利用的优点因此得到了社会各界的大力支持，但可再生能源的出力并不稳定，受到环境因素的影响较大，当电网中可再生能源的占比过高时会对电网的安全运行产生不利的影响。例如当汛期水电大发时，发电量过大就容易导致疏散线路上出现潮流越限的情况，对电网的运行造成威胁。而储能电站的布置则可以吸收一定的有功功率，降低拥塞线路的潮流越限情况，保障电网的安全稳定运行。因此对储能电站的布置进行研究，利用储能电站解决线路的潮流拥塞问题有较大的实际意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种解决潮流拥塞问题的储能电站布置方法，从接入线路潮流拥塞问题的角度出发进行储能电站规划，解决了现有技术中未考虑到利用储能电站解决线路的潮流拥塞问题。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种解决潮流拥塞问题的储能电站布置方法，包括储能电站位置布置和储能电站容量布置；所述储能电站位置布置包括：选取潮流拥塞线路中储能电站的待接入点；计算待接入点接入储能电站后对潮流拥塞线路潮流影响的灵敏度；将灵敏度最高的待接入点作为潮流拥塞线路中储能电站的实际接入点；所述储能电站容量布置包括：设计以潮流拥塞线路接入储能电站后经济效益为最高的目标函数；采用粒子群算法对所述目标函数进行求解，得到最优规划方案，作为智能电站的容量布置方案。进一步的，所述选取潮流拥塞线路中储能电站的待接入点，包括：将潮流拥塞线路所处位置的近区节点作为储能电站的待接入点。进一步的，所述近区节点选择潮流送出端的近区节点。进一步的，所述计算待接入点接入储能电站后对潮流拥塞线路潮流影响的灵敏度，包括：其中，Sai为在待接入点a接入的储能电站对潮流拥塞线路i的灵敏度，dPi1为潮流拥塞线路i上流过的有功潮流的变化量，dPa为在待接入点a接入的储能电站容量的变化量。进一步的，所述设计以潮流拥塞线路接入储能电站后经济效益为最高的目标函数，包括：f＝-M×n-k×(P1+P2+…Pn)+K其中，f为潮流拥塞线路接入储能电站后整体经济效益，M为建设一个储能电站的固定投资，n为接入的储能电站个数，k为每MW的储能电站的投资成本，K为改善线路潮流越限情况而折算成的经济效益，Pj,j＝1,2,…,n为潮流拥塞线路j接入的储能电站的容量。进一步的，所述改善线路潮流越限情况而折算成的经济效益K计算如下：其中，L为储能电站运行年限，μ为折算系数，m为潮流越限线路的条数，Pi1代表潮流越限线路i在储能电站接入前的潮流，Pi2代表越限线路i在储能电站接入后的潮流，Pib代表越限线路i的潮流限值。进一步的，所述目标函数需满足以下约束条件：Pi2≤0.95Pib。进一步的，所述采用粒子群算法对所述目标函数进行求解，得到最优规划方案，作为智能电站的容量布置方案，包括：粒子的前进公式如下：粒子的位置更新为：其中，Vik表示第i个粒子在k次迭代时的速度，表示第i个粒子在k次迭代时的位置，表示第i个粒子在k-1次迭代时的历史最佳位置，Gbestk-1表示在k-1次迭代时的全局历史最佳位置，rand1和rand2均为在0～1范围内的随机数，ω为惯性权重，c1和c2为加速常数；将粒子k次迭代的位置与k-1次迭代的位置进行比较，若k次迭代后目标函数值比k-1次迭代的目标函数值更优，则用k次迭代得到的粒子信息替换k-1次的粒子信息；更新粒子历史最佳位置和全局历史最佳位置，直到达到最大迭代次数，输出全局最佳位置，即为最终的智能电站容量和位置布置方案；所述粒子信息包含储能电站的容量和位置；所述粒子位置为所计算的潮流拥塞线路中储能电站的实际接入点。进一步的，所述惯性权重设置为1到0.2之间线性减小。进一步的，所述c1设置在1.5到0.3之间线性递减，c2设置在0.5到1.7之间线性递增。本专利技术与现有技术相比，其有益效果在于：1)而本专利技术则是从接入线路潮流拥塞问题的角度出发进行储能电站规划，解决了现有技术中未考虑到利用储能电站解决线路的潮流拥塞问题；2)本专利技术的步骤简洁、计算简单，且可以合理的确定储能电站的容量，获得更好的经济效益。附图说明图1为本专利技术基于灵敏度分析的解决潮流拥塞问题的储能电站布置方法的流程图。图2为本专利技术仿真系统未接入储能电站前的线路潮流图。图3为本专利技术仿真系统接入储能电站后的线路潮流图。具体实施方式下面对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。本专利技术提供一种解决潮流拥塞问题的储能电站布置方法，参见图1，包括以下步骤：步骤1、将潮流拥塞线路所处位置的近区节点作为储能电站的待接入点；优选的，近区节点应选择潮流送出端的近区节点。近区指代拥塞线路两端节点的二级出线，即两端节点的相邻节点和相邻节点的再相邻节点。一个潮流拥塞线路可以有多个待接入点。步骤2、对待接入点接入储能电站后对潮流拥塞线路潮流影响的灵敏度进行计算如下：式中，Sai代表在待接入点a接入的储能电站对潮流拥塞线路i的灵敏度，dPi1代表潮流拥塞线路i上流过的有功潮流的变化量，单位为MW；dPa代表在待接入点a接入的储能电站容量的变化量，单位为MW。步骤3、选择对拥塞线路潮流影响灵敏度最高的待接入点作为储能电站的实际接入点。若拥塞线路有多条，则需将对每条拥塞线路的灵敏度最高的点全部选取出来，构成多拥塞线路的储能电站的位置方案。当线路发生潮流拥塞时，根据步骤2中的公式可知，拥塞线路潮流情况与单个储能电站的容量有如下关系：其中，Pa为接入点a接入的储能电站容量，ΔPi1为储能电站接入后拥塞线路i的潮流变化量。当有多个储能电站接入时，他们对拥塞线路i上有功潮流的影响是可以进行叠加的。因此有下式，其中，n为接入的储能电站的个数，也是拥塞线路的条数，Pj,j＝1,2,…,n为拥塞线路j接入的储能电站的容量。步骤4、构建储能电站布置的规划模型应当按如下方式进行构造，其中，目标函数为经济效益最高，整体的经济效益应当包含每建设一个储能电站的固定投资M万元，储能电站投资k万元/MW，以及线路潮流改善经折算而产生的经济效益。当储能电站接入后，线路潮流越限被改善时，可将其折算为经济效益如下式所示，式中，K即为改善线路潮流越限情况而折算成的经济效益，L为储能电站运行年限，μ为折算系数，Pi1代表越限线路i在储能电站接入前的潮流，Pi2代表越限线路i在储能电站接入后的潮流，Pib代表越限线路i的潮流限值，m代表越限线路本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种解决潮流拥塞问题的储能电站布置方法，其特征在于，包括储能电站位置布置和储能电站容量布置；/n所述储能电站位置布置包括：/n选取潮流拥塞线路中储能电站的待接入点；/n计算待接入点接入储能电站后对潮流拥塞线路潮流影响的灵敏度；/n将灵敏度最高的待接入点作为潮流拥塞线路中储能电站的实际接入点；/n所述储能电站容量布置包括：/n设计以潮流拥塞线路接入储能电站后经济效益为最高的目标函数；/n采用粒子群算法对所述目标函数进行求解，得到最优规划方案，作为智能电站的容量布置方案。/n

【技术特征摘要】
1.一种解决潮流拥塞问题的储能电站布置方法，其特征在于，包括储能电站位置布置和储能电站容量布置；
所述储能电站位置布置包括：
选取潮流拥塞线路中储能电站的待接入点；
计算待接入点接入储能电站后对潮流拥塞线路潮流影响的灵敏度；
将灵敏度最高的待接入点作为潮流拥塞线路中储能电站的实际接入点；
所述储能电站容量布置包括：
设计以潮流拥塞线路接入储能电站后经济效益为最高的目标函数；
采用粒子群算法对所述目标函数进行求解，得到最优规划方案，作为智能电站的容量布置方案。


2.根据权利要求1所述的一种解决潮流拥塞问题的储能电站布置方法，其特征在于，所述选取潮流拥塞线路中储能电站的待接入点，包括：
将潮流拥塞线路所处位置的近区节点作为储能电站的待接入点。


3.根据权利要求2所述的一种解决潮流拥塞问题的储能电站布置方法，其特征在于，所述近区节点选择潮流送出端的近区节点。


4.根据权利要求1所述的一种解决潮流拥塞问题的储能电站布置方法，其特征在于，所述计算待接入点接入储能电站后对潮流拥塞线路潮流影响的灵敏度，包括：



其中，Sai为在待接入点a接入的储能电站对潮流拥塞线路i的灵敏度，dPi1为潮流拥塞线路i上流过的有功潮流的变化量，dPa为在待接入点a接入的储能电站容量的变化量。


5.根据权利要求1所述的一种解决潮流拥塞问题的储能电站布置方法，其特征在于，所述设计以潮流拥塞线路接入储能电站后经济效益为最高的目标函数，包括：
f＝-M×n-k×(P1+P2+…Pn)+K
其中，f为潮流拥塞线路接入储能电站后整体经济效益，M为建设一个储能电站的固定投资，n为接入的储能电站个数，k为每MW的储能电站的投资成本，K为改善线路潮流越限情况而折算成的经济效益，Pj,j＝1,2,…,n为潮流拥塞线路j接入的储能电站的容量。


6.根据权利要求5所述的一种解决潮流拥塞问题...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹德龙，郄朝辉，李威，刘福锁，李兆伟，黄慧，胡阳，吴雪莲，陶泉霖，倪禛霖，马骏超，黄弘扬，宣晓华，陆承宇，楼伯良，华文，彭琰，
申请(专利权)人：国电南瑞科技股份有限公司，国电南瑞南京控制系统有限公司，国网浙江省电力有限公司，国网浙江省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：江苏;32