一种有源配电网的集中-分布式储能选址定容方法技术

本发明专利技术提出了一种有源配电网的集中

【技术实现步骤摘要】
一种有源配电网的集中
‑
分布式储能选址定容方法


[0001]本专利技术涉及有源配电网中储能的选址定容问题，具体为一种有源配电网的集中
‑
分布式储能选址定容方法。

技术介绍

[0002]随着传统化石燃料的大量消耗，能源紧缺和环境污染两大问题日趋严重，能源结构的变革势在必行。现如今，诸如光伏、风电等的清洁能源因其绿色环保、易于获取等特点得到了相当的关注和发展。
[0003]现如今，新能源在配电网中的渗透率不断提高，传统配电网正向着有源配电网的方向转变。由于分布式新能源有着随机性的特点，高渗透率的分布式新能源并网将严重影响输电网与配电网间的潮流流向，并对传统电网的运行控制产生不利影响，尤其体现在电压波动以及消纳率不足等问题上，这将给电网的规划与安全稳定运行带来新的挑战。
[0004]目前常采用的是储能设备的有功调控对有源配电网进行能量管理与控制。其中存在以下三种问题：(1)储能装置成本较高，不合理的利用储能设备将导致系统的经济性较差；(2)储能设备容量受限，如果不合理的配置将难以满足高比例分布式能源并网时有源配电网的有功需求；(3)集中式储能与分布式储能均存在一定的优势与劣势，集中式储能控制简单，但占地面积大，灵活性较差。分布式储能灵活性较好，占地面积小，但控制较为复杂。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种有源配电网的集中
‑
分布式储能选址定容方法，在充分减小高比例分布式能源并网的不利影响下，适当提高系统运行的经济性，保证配电网安全稳定的同时，又降低系统的经济成本。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：
[0007]一种有源配电网的集中
‑
分布式储能选址定容方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0008](1)在保证电力系统的安全性、可靠性前提下，将含有一定节点的配电系统按照相对平衡节点的距离分为相应的区域，由此实现有源配电网的分区：
[0009]所述步骤(1)中，由于距离平衡节点越远的节点其波动性越强，因此为优化控制，将含有I个节点的配电系统按照相对平衡节点的距离分为N块区，则前N
‑
1个区各含有K个节点，K可以表示为：
[0010]K＝I/N
[0011]第N个区含有C个节点，C为：
[0012]C＝I
‑
(N
‑
1)*K；
[0013](2)建立有功
‑
电压灵敏度与有功
‑
电压灵敏度矩阵的联系，在传统灵敏度计算方法上，引入电压偏移系数，以反映各个节点电压调节需求。在每个区中计算区内每个节点的改进的有功
‑
电压灵敏度，并且在值最高的节点配置集中
‑
分布式储能设备：
[0014]所述步骤(2)中，所述有功
‑
电压灵敏度分析法具体如下：
[0015]首先获取有功功率变化量ΔP和电压变化量ΔU从而求解得N
‑1矩阵，表达式如下：
[0016]N
‑1＝ΔUΔP
‑1[0017]其中，N为雅可比子矩阵，N
‑1为N矩阵的逆矩阵。
[0018]所述有功
‑
电压灵敏度，为N
‑1矩阵中元素的列之和：
[0019][0020]其中，i,j为节点，Sen
j
为有功
‑
电压灵敏度；e
ij
为N
‑1中的元素；
[0021](3)综合考虑配电系统的经济性、电压偏移以及消纳率，利用层次分析法构建判断矩阵，并求解特征向量，再通过一致性检验，从而得出电压偏移、经济性、消纳率三个指标在目标函数中的权重，最终构建储能容量配置模型：
[0022]所述步骤(3)中的利用层次分析法构建判断矩阵A，首先获取矩阵A中的元素a
ij
，a
ij
的获取采用1至9标度法；
[0023]所述步骤(3)中求解特征向量，首先求解A矩阵对应的最大特征值λ
max
，再求解最大特征值对应的特征向量w，w为：
[0024]w＝[w1,w2,w3][0025]所述步骤(3)中的一致性检验，参考检验系数CR，其表达式如下：
[0026][0027]其中CI为：
[0028][0029]CR为参考检验系数，CI为一致性检验指标，RI为随机一致性指标。
[0030]RI的值与矩阵的阶数有关，关系为：
[0031]当矩阵阶数为1或2时，RI＝0；当矩阵阶数为3时，RI＝0.58；当矩阵阶数为4时，RI＝0.90；
[0032]当矩阵阶数为5时，RI＝1.12；当矩阵阶数为6时，RI＝1.24；
[0033]CR小于0.1，即认为所求判断矩阵的一致性检验可予以通过，否则一致性检验不通过，需要重新求取判断矩阵：
[0034]所述步骤(3)中构建储能容量配置模型，模型的目标函数下式表示：
[0035]min f＝w1U+w2C
‑
w3P
[0036]其中，f是储能容量配置函数，w1、w2、w3分别是电压偏移、经济性、消纳率对应的指标权重，U代表电压偏移因素，C代表经济性影响因素，P代表储能容量配置中的消纳率因素。
[0037](4)根据给定的目标函数与约束条件建立基于萤火虫寻优算法的储能容量求解方法，最终完成集中
‑
分布式储能的容量配置。
[0038]作为本专利技术进一步改进，所述步骤(2)中，通过引入电压偏移系数，反映系统内各节点的电压调节需求量，其中，第a个区域在t时刻n相中的j节点有功
‑
电压灵敏度Sen
a,j,n,t
和电压偏移系数k
a,j,n,t
的表达式如下：
[0039][0040]k
a,j,n,t
＝(V
a,j,n,t
‑
V
ref,a,j,n,t
)2[0041]其中，e
a,i(3j
‑
3+n),t
为a区域内的t时刻有功
‑
电压灵敏度矩阵的值，V
a,j,n,t
和V
ref,a,j,n,t
分别是a区域内t时刻电压幅值和期望电压幅值。
[0042]作为本专利技术进一步改进，根据1至9标度法，如果量化值为1，则表示因素i与因素j同等重要；如果量化值为2、3，则表示因素i相比因素j稍微重要；如果量化值为4、5，则表示因素i相比因素j较强重要；如果量化值为6、7，则表示因素i相比因素j强烈重要；如果量化值为8、9，则表示因素i相比因素j极端重要。
[0043]作为本专利技术进一步改进，所述步骤(4)中，所述萤火虫寻优算法，其目标函数为权利要求5中目标函数minf，其约束条件为：
[004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有源配电网的集中
‑
分布式储能选址定容方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)在保证电力系统的安全性、可靠性前提下，将含有一定节点的配电系统按照相对平衡节点的距离分为相应的区域，由此实现有源配电网的分区：所述步骤(1)中，由于距离平衡节点越远的节点其波动性越强，因此为优化控制，将含有I个节点的配电系统按照相对平衡节点的距离分为N块区，则前N
‑
1个区各含有K个节点，K可以表示为：K＝I/N第N个区含有C个节点，C为：C＝I
‑
(N
‑
1)*K；(2)建立有功
‑
电压灵敏度与有功
‑
电压灵敏度矩阵的联系，在传统灵敏度计算方法上，引入电压偏移系数，以反映各个节点电压调节需求，在每个区中计算区内每个节点的改进的有功
‑
电压灵敏度，并且在值最高的节点配置集中
‑
分布式储能设备：所述步骤(2)中，所述有功
‑
电压灵敏度分析法具体如下：首先获取有功功率变化量ΔP和电压变化量ΔU从而求解得N
‑1矩阵，表达式如下：N
‑1＝ΔUΔP
‑1其中，N为雅可比子矩阵，N
‑1为N矩阵的逆矩阵；所述有功
‑
电压灵敏度，为N
‑1矩阵中元素的列之和：其中，i,j为节点，Sen
j
为有功
‑
电压灵敏度；e
ij
为N
‑1中的元素；(3)综合考虑配电系统的经济性、电压偏移以及消纳率，利用层次分析法构建判断矩阵，并求解特征向量，再通过一致性检验，从而得出电压偏移、经济性、消纳率三个指标在目标函数中的权重，最终构建储能容量配置模型：所述步骤(3)中的利用层次分析法构建判断矩阵A，首先获取矩阵A中的元素a
ij
，a
ij
的获取采用1至9标度法；所述步骤(3)中求解特征向量，首先求解A矩阵对应的最大特征值λ
max
，再求解最大特征值对应的特征向量w，w为：w＝[w1,w2,w3]所述步骤(3)中的一致性检验，参考检验系数CR，其表达式如下：其中CI为：CR为参考检验系数，CI为一致性检验指标，RI为随机一致性指标；RI的值与矩阵的阶数有关，关系为：当矩阵阶数为1或2时，RI＝0；当矩阵阶数为3时，RI＝0.58；当矩阵阶数为4时，RI＝0.90；当矩阵阶数为5时，RI＝1.12；当矩阵阶数为6时，RI＝1.24；
CR小于0.1，即认为所求判断矩阵的一致性检验可予以通过，否则一致性检验不通过，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆睿琪，马刚，张新源，夏宇，徐健玮，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：发明
国别省市：