一种主动配电网储能优化配置方法、电子设备及存储介质技术

本发明专利技术公开了一种主动配电网储能优化配置方法、电子设备及存储介质，所述方法包括：对储能装置的投资成本构成进行建模，构建储能装置投资成本数学模型；对主动配电网的运行特性进行建模，构建主动配电网综合运行成本数学模型；结合所述储能装置投资成本数学模型和所述主动配电网综合运行成本数学模型对主动配电网的运行成本和所述储能装置的配置进行优化，得到优化结果。本发明专利技术可以有效降低线路的损耗并提高电压质量，在保证配电网电能质量需求的基础上，降低储能装置的投资成本，使得系统整体经济性最优。

【技术实现步骤摘要】
一种主动配电网储能优化配置方法、电子设备及存储介质
本专利技术涉及智能配电网
，具体涉及一种计及电压质量与经济性的主动配电网储能优化配置方法、电子设备及存储介质。
技术介绍
在能源转型背景下，高比例可再生分布式电源分散接入配电网，其出力随机性、间歇性叠加负荷波动性，对电网运行的安全性和经济性带来一系列影响，如节点电压升高、线路损耗增大。而具有快速功率调节能力和供蓄能力的储能设备，已成为提高主动配电网运行安全性的重要选择。电力系统的电能质量与功率平衡密切相关，通过储能设备协调分布式电源，协同配电网解决分布式能源高渗透率接入电网造成的电压越限等问题，可以降低分布式电源并网对公网的影响，对维护系统稳定运行，降低电网调压成本的同时提高整体经济效益有重要意义。储能装置的安装位置与容量决定了其参与配电网功率调节的能力，而大容量储能装置的安装和维护成本在考虑配电网综合运行成本时不可忽视，在保障系统运行安全的同时，优化储能的位置与容量以提高系统运行经济性，值得进行研究。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种主动配电网储能优化配置方法、电子设备及存储介质，通过综合考虑电力系统的运行经济性和运行安全稳定性，提出优化模型。优化目标计及储能装置投资成本、配电网线路损耗成本、电压偏移成本，建立考虑优化运行的主动配电网中储能装置选址定容双层优化模型，为主动配电网中储能装置的配置方法提供参考。为了实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种主动配电网储能优化配置方法，包括：对储能装置的投资成本构成进行建模，构建储能装置投资成本数学模型；对主动配电网的运行特性进行建模，构建主动配电网综合运行成本数学模型；结合所述储能装置投资成本数学模型和所述主动配电网综合运行成本数学模型对主动配电网的运行成本和所述储能装置的配置进行优化，得到优化结果。优选地，所述储能装置投资成本数学模型如下：其中，CESS为储能装置投资总成本；τ为年利率；y为储能装置的使用寿命；k为储能装置安装总数；Cpess为储能装置的单位功率成本；Pess,i为第i个储能装置的额定功率容量；Ceess为储能装置的单位容量成本；Eess,i为第i个储能装置的额定能量容量。优选地，所述主动配电网综合运行成本数学模型如下：CGrid＝CPloss+CUad其中，CGrid为主动配电网综合运行成本；CPloss和CUad分别为配电网线路损耗成本和配电网电压偏移成本，具体如下：其中，CP为单位线路有功损耗成本；Δt为计算时段长度，取1h；Ploss,k,t为第k条支路在t时刻的有功损耗；m为支路总数；Ui和Uj分别为第i个节点和第j个节点的电压幅值；Gk(i,j)和θij分别为第i节点和第j个节点之间的电导和相位差；其中，μ为比例系数，使得目标函数量纲统一；N为系统节点数；Ui,t为第i个节点在t时刻的电压；为第i个节点的电压的给定值。优选地，所述对主动配电网的运行成本和所述储能装置的配置进行优化的步骤包括：建立优化总目标函数，并根据第一优化约束条件进行优化；所述优化总目标函数如下：minf1＝CESS+CGrid＝CESS+CPloss+CUad其中，f1为优化总目标；CESS为储能装置投资总成本；CGrid为主动配电网综合运行成本；CPloss为配电网线路损耗成本；CUad为配电网电压偏移成本。优选地，所述第一优化约束条件如下：储能装置的额定功率容量约束：其中，Pess,i为第i个储能装置的额定功率容量；和分别为允许储能装置的安装容量的上限和下限；储能装置的安装个数约束：其中，NESS为储能装置的总个数；NESS,Plan为储能装置的可选安装节点个数；xj为储能装置的安装状态变量，其值为1代表第j个节点安装储能装置，其值为0代表第j个节点不安装储能装置；为储能装置的安装总个数上限。优选地，所述对主动配电网的运行成本和所述储能装置的配置进行优化的步骤还包括：建立优化子目标函数，并根据第二优化约束条件进行优化，得到配电网最低运行成本，将所述配电网最低运行成本反馈至所述优化总目标函数内，进行优化，得到所述优化结果；所述优化子目标函数如下：minf2＝CGrid＝CPloss+CUad其中，f2为储能装置位置与额定容量确定后的运行优化子目标；CGrid为主动配电网综合运行成本；CPloss为配电网线路损耗成本；CUad为配电网电压偏移成本。优选地，所述第二优化约束条件如下：潮流等式约束：其中Pi,PGi,Pli分别为第i个节点注入的有功功率、含分布式电源在内的发电机有功出力及负荷消耗的有功功率；Qi,QGi,QCi,Qli分别为第i个节点注入的无功功率、含分布式电源在内的发电机无功出力、无功补偿容量及负荷消耗无功；Gij,Bij和θij分别为第i个节点、第j个节点之间的电导、电纳和电压相角差；N为系统节点个数；Ui和Uj分别为第i个节点和第j个节点的电压；发电机组约束：其中，PGi,t为第i个发电机组在t时刻的有功出力，和分别为第i个发电机组的有功出力上限和下限，NG表示发电机组的总个数；储能装置的出力约束：其中，Pess,i,t为第i储能装置在t时刻的有功出力；和分别为第i储能装置充放电功率的上限和下限，NESS为储能装置的总个数；储能装置的剩余容量约束：0.2×Eess,i≤Eess,i,t≤0.9×Eess,i其中：Eess,i,t、Eess,i,t-1分别为t、t-1时刻的储能装置剩余电量；Pch、Pdis分别为储能装置的充电功率和放电功率；ηch、ηdis分别为储能装置的充电效率和放电效率；σ为储能装置的自放电率；Eess,i为第i个储能装置的额定能量容量；Δt表示计算时段长度；节点电压约束：其中，Ui为第i个节点电压；分别为第i个节点电压上、下限值，N为系统节点个数。另一方面，本专利技术还提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如上文所述的方法。再一方面，本专利技术还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上文所述的方法。本专利技术至少具有以下优点之一：本专利技术提出兼顾配电网电压质量和经济性的主动配电网储能优化配置模型，该模型可以有效降低线路的损耗并提高电压质量，在保证配电网电能质量需求的基础上，降低储能装置的投资成本，使得系统整体经济性最优。本专利技术充分考虑了配电网的运行特性和储能装置的投资成本，通过分层分别对储能装置的配置和系统运行进行优化，降低了优化计算的维度，减少求解复杂度。附图说明图1为本专利技术一实施例提供的主动配电网储能优化配置方法的流程图；图2为本专利技术一实施例提供的改进的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种主动配电网储能优化配置方法，其特征在于，包括：/n对储能装置的投资成本构成进行建模，构建储能装置投资成本数学模型；/n对主动配电网的运行特性进行建模，构建主动配电网综合运行成本数学模型；/n结合所述储能装置投资成本数学模型和所述主动配电网综合运行成本数学模型对主动配电网的运行成本和所述储能装置的配置进行优化，得到优化结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种主动配电网储能优化配置方法，其特征在于，包括：
对储能装置的投资成本构成进行建模，构建储能装置投资成本数学模型；
对主动配电网的运行特性进行建模，构建主动配电网综合运行成本数学模型；
结合所述储能装置投资成本数学模型和所述主动配电网综合运行成本数学模型对主动配电网的运行成本和所述储能装置的配置进行优化，得到优化结果。


2.如权利要求1所述的主动配电网储能优化配置方法，其特征在于，
所述储能装置投资成本数学模型如下：



其中，CESS为储能装置投资总成本；τ为年利率；y为储能装置的使用寿命；k为储能装置安装总数；Cpess为储能装置的单位功率成本；Pess,i为第i个储能装置的额定功率容量；Ceess为储能装置的单位容量成本；Eess,i为第i个储能装置的额定能量容量。


3.如权利要求1所述的主动配电网储能优化配置方法，其特征在于，
所述主动配电网综合运行成本数学模型如下：
CGrid＝CPloss+CUad
其中，CGrid为主动配电网综合运行成本；CPloss和CUad分别为配电网线路损耗成本和配电网电压偏移成本，具体如下：



其中，CP为单位线路有功损耗成本；Δt为计算时段长度，取1h；Ploss,k,t为第k条支路在t时刻的有功损耗；m为支路总数；Ui和Uj分别为第i个节点和第j个节点的电压幅值；Gk(i,j)和θij分别为第i节点和第j个节点之间的电导和相位差；



其中，μ为比例系数，使得目标函数量纲统一；N为系统节点数；Ui,t为第i个节点在t时刻的电压；为第i个节点的电压的给定值。


4.如权利要求1所述的主动配电网储能优化配置方法，其特征在于，
所述对主动配电网的运行成本和所述储能装置的配置进行优化的步骤包括：建立优化总目标函数，并根据第一优化约束条件进行优化；所述优化总目标函数如下：
minf1＝CESS+CGrid＝CESS+CPloss+CUad
其中，f1为优化总目标；CESS为储能装置投资总成本；CGrid为主动配电网综合运行成本；CPloss为配电网线路损耗成本；CUad为配电网电压偏移成本。


5.如权利要求1所述的主动配电网储能优化配置方法，其特征在于，所述第一优化约束条件如下：
储能装置的额定功率容量约束：



其中，Pess,i为第i个储能装置的额定功率容量；和分别为允许储能装置的安装容量的上限和下限；
储能装置的安装个数约束：



其中，NESS为储能装置的总个数；NESS,Plan为储能装置的可选安装节点个数；xj为储能装置的安装状态变量，其值为1代表第j个节点...

【专利技术属性】
技术研发人员：方陈，刘东，张宇，时珊珊，王臻，徐琴，廖望，张开宇，巫宇锋，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，华东电力试验研究院有限公司，上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31