一种基于性价比分析的储能容量配置的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于性价比分析的储能容量配置的方法，包括以下步骤：步骤S1：结合电池储能的运行策略及充放电特性建立储能容量配置模型；步骤S2：通过帝国竞争算法对步骤S1的模型进行求解；步骤S3：根据帝国竞争算法的最优解进行储能容量配置；储能容量配置模型的建立包括以下步骤：步骤S11：设置目标函数；步骤S12：设置约束条件。本发明专利技术运用蒙特卡洛模拟法评估网络的可靠性及缺供电量，建立了以储能配置性价比为目标函数的储能容量配置模型，运用帝国竞争算法对模型进行求解，得出性价比高的储能容量配置组合，从而提升网络的可靠性，降低了储能容量配置的成本。

A method of energy storage capacity allocation based on cost performance analysis

【技术实现步骤摘要】
一种基于性价比分析的储能容量配置的方法
本专利技术涉及电网储能
，尤其涉及一种基于性价比分析的储能容量配置的方法。
技术介绍
近年来大量的分布式光伏大规模高渗透接入电网，对电网的可靠运行带来了一定影响，因为正常运行时，分布式光伏出力的波动与负荷波动差异较大，可能会出现负荷供需不足或光伏出力盈余需向上级电网上送的情况，两种情况下都会对电网可靠运行造成影响。而储能设备接入电网，既可以作为负荷，在负荷低谷时充电，亦可作为电源，在光伏出力不足时及时为负荷供电，有效地抑制了光伏出力波动对负荷供需的影响，同时提升了光伏渗透率，降低了光伏接入对电网安全运行的影响，亦对供电可靠性有所提升。分布式光伏发电近年来得到了越来越广泛的关注和应用，截止至2017年8月，尖山配电网光伏安装容量已达199.8MW，光伏项目在广泛分布在整个尖山新区范围内，接入电压等级涵盖380V、10kV、20kV，呈现出高渗透分布式光伏、多点、多电压等级以及多种形式接入的态势。随着规模化分布式光伏接入区域配电网，光伏电源的波动性与负荷特性的不匹配，对电网的稳定运行造成了影响。配置储能系统可以平抑光伏输出功率的波动，提高光伏渗透率和利用率，特别在高渗透率光伏配电网情况下，效果更明显。储能系统容量配置的方法有很多，主要分为三类：以指标最优为目标、以储能容量最小为目标、以系统成本最小为目标。目前储能技术的发展已趋于成熟，但大规模储能系统在各行各业的应用仍比较少，主要问题是现阶段配置大规模储能系统的成本较高，因此为提升网络可靠性而配置储能装置，需综合考虑收益与成本。例如，一种在中国专利文献上公开的“一种满足调频需求的储能容量配置方法及系统”，其公告号：CN108092291A，其申请日：2018年05月29日，包括从电力系统指令中获取储能装置参与的满足电力系统一次调频需求的储能容量参数；根据满足电力系统一次调频需求的储能容量参数，计算满足电力系统一次调频需求储能容量；在一次调频需求储能容量基础上计算满足电力系统二次调频需求储能容量；所述满足电力系统一次调频需求储能容量和二次调频需求储能容量的最小储能容量为所述满足电力系统调频需求的储能容量。该申请从电力系统中获取一次调频需求储能容量并在此基础上计算二次调频需求储能容量，但是，该申请依然存在存储系统成本高，且综合收益低的问题。
技术实现思路
本专利技术主要解决现有的技术储能容量配置成本高且综合收益性价比低的问题；提供一种基于性价比分析的储能容量配置的方法，降低储能容量配置成本，提高储能性价比，提升电网网络的可靠性。本专利技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种基于性价比分析的储能容量配置的方法，包括以下步骤：步骤S1：结合电池储能的运行策略及充放电特性建立储能容量配置模型；步骤S2：通过帝国竞争算法对步骤S1的模型进行求解；步骤S3：根据帝国竞争算法的最优解进行储能容量配置。通过建立储能容量配置模型使容量的配置的符合电力系统的需求，根据帝国竞争算法的最优解进行储能容量配置，降低成本，提高储能性价比，通过储能容量的配置，提高电网网络的可靠性。作为优选，所述的步骤S1中，所述储能容量配置模型的建立包括以下步骤：步骤S11：设置目标函数；步骤S12：设置约束条件。作为优选，所述的目标函数为:其中，Xj为储能配置向量，Xj＝{x1、x2…xn}，表示第j种储能配置方案，为向量Xj所对应的储能性价比，为按照向量Xj配置储能后所带来的收益，为向量Xj对应的储能投资成本。作为优选，所述的约束条件包括电压约束、电流约束、储能容量约束以及荷点状态约束，所述电压约束为：Umin≤Ui≤Umax(2)其中，Ui为第i个节点接入的电压，Umin为第i个节点所允许的电压最小值，Umax为第i个节点所允许的电压最大值；所述电流约束为：Ii≤Iimax(3)其中，Ii为第i条线路的电流，Iimax为第i条线路所允许的电流最大值；所述储能容量约束为：0≤Pi≤Pimax(4)其中，Pi为第i个储能接入点的允许接入容量，Pimax为第i个储能接入点的最大允许接入容量；所述荷点状态约束为：其中，PSOC为储能装置的荷点状态，为储能装置的荷点状态的最小值，为储能装置的荷点状态的最大值。作为优选，所述的步骤S2中，采用帝国算法对储能容量配置模型的求解包括以下步骤：步骤S21：对不含储能装置的初始网架通过序贯蒙特卡洛模拟法评估得出缺供电量以及缺供容量的最大值、最小值；步骤S22：根据步骤S21的结果初始化国家种群；步骤S23：根据目标函数，计算每个国家的势力，并选取部分国家作为帝国，将其他国家作为殖民地分配给帝国；步骤S24：进行殖民地同化过程，更新每个帝国和殖民地的位置；步骤S25：进行殖民地竞争，帝国符合分裂条件时，进行帝国分裂；步骤S26：根据约束条件判断结果是否收敛，若不收敛，则返回步骤S22，若收敛，则输出唯一的帝国作为最优解。作为优选，所述的目标函数为储能配置性价比函数，所述储能配置性价比函数的计算式为：其中，η为储能配置性价比，B为储能配置后所带来的收益，C为储能投资成本。作为优选，所述的储能配置后所带来的收益B的计算式为：B＝(W0-WESS)·Q＝ΔW·Q(7)其中，W0为储能配置前的缺电量，WESS为配置储能后的缺电量，Q为单位电量产生的GDP，N为全社会用电量。作为优选，所述的储能投资成本C的计算式为：C＝CIN+MESS(9)其中，CIN为储能一次投入成本，MESS为储能装置的维护成本。本专利技术的有益效果是：运用蒙特卡洛模拟法评估网络的可靠性及缺供电量，建立了以储能配置性价比为目标函数的储能容量配置模型，运用帝国竞争算法对模型进行求解，得出性价比高的储能容量配置组合，从而提升网络的可靠性，降低了储能容量配置的成本。附图说明图1是实施例一的储能容量配置的方法流程框图。图2是实施例一的帝国竞争算法流程图。具体实施方式下面通过实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明。实施例一：一种基于性价比分析的储能容量配置的方法，如图1所示，包括以下步骤：步骤S1：结合电池储能的运行策略及充放电特性建立储能容量配置模型；储能容量配置模型的建立包括以下步骤：步骤S11：设置目标函数；目标函数为:其中，Xj为储能配置向量，Xj＝{x1、x2…xn}，表示第j种储能配置方案，为向量Xj所对应的储能性价比，为按照向量Xj配置储能后所带来的收益，为向量Xj对应的储能投资成本。步骤S12：设置约束条件；约束条件包括电压约束、电流约束、储能容量约束以及荷点状态约束，电压约束为：Umin≤Ui≤Umax(2)其中，Ui为第i个节点接入的电压，Umin为第i个节点所允许的电压最小值，Umax为第i个节点所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于性价比分析的储能容量配置的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤S1：结合电池储能的运行策略及充放电特性建立储能容量配置模型；/n步骤S2：通过帝国竞争算法对步骤S1的模型进行求解；/n步骤S3：根据帝国竞争算法的最优解进行储能容量配置。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于性价比分析的储能容量配置的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：结合电池储能的运行策略及充放电特性建立储能容量配置模型；
步骤S2：通过帝国竞争算法对步骤S1的模型进行求解；
步骤S3：根据帝国竞争算法的最优解进行储能容量配置。


2.根据权利要求1所述的一种基于性价比分析的储能容量配置的方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述储能容量配置模型的建立包括以下步骤：
步骤S11：设置目标函数；
步骤S12：设置约束条件。


3.根据权利要求2所述的一种基于性价比分析的储能容量配置的方法，其特征在于，所述目标函数为:



其中，Xj为储能配置向量，Xj＝{x1、x2…xn}，表示第j种储能配置方案，为向量Xj所对应的储能性价比，为按照向量Xj配置储能后所带来的收益，为向量Xj对应的储能投资成本。


4.根据权利要求3所述的一种基于性价比分析的储能容量配置的方法，其特征在于，所述约束条件包括电压约束、电流约束、储能容量约束以及荷点状态约束，所述电压约束为：
Umin≤Ui≤Umax(2)
其中，Ui为第i个节点接入的电压，Umin为第i个节点所允许的电压最小值，Umax为第i个节点所允许的电压最大值；
所述电流约束为：
Ii≤Iimax(3)
其中，Ii为第i条线路的电流，Iimax为第i条线路所允许的电流最大值；
所述储能容量约束为：
0≤Pi≤Pimax(4)
其中，Pi为第i个储能接入点的允许接入容量，Pimax为第i个储能接入点的最大允许接入容量；
所述荷点状态约束为：



其中，Psoc为储能装置的荷点状态，为储能装置的荷点状态的...

【专利技术属性】
技术研发人员：高倩，高忠旭，陈其，包伟涔，施海峰，顾华东，全心雨，周池，袁国珍，周一鸣，李仕杰，钱启宇，俞威，刘至甚，
申请(专利权)人：国网浙江海宁市供电有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33