一种基于供电可靠性的储能接入位置选择方法技术

本发明专利技术涉及一种基于供电可靠性的储能接入位置选择方法，属于电力系统技术领域，通过本申请方案提出的基于供电可靠性的储能接入位置选择方法，不仅能够在系统正常运行状态时发挥削峰填谷作用实现经济效益外，在系统发生故障造成用户停电时也可作为紧急电源向重要用户供电，减少停电持续时间和停电电量，从而在一定程度上提高系统供电可靠性水平，一方面可减少电网公司可靠性投入成本，一方面可降低用户因缺电造成的经济损失。用户因缺电造成的经济损失。用户因缺电造成的经济损失。

【技术实现步骤摘要】
一种基于供电可靠性的储能接入位置选择方法


[0001]本专利技术属于电力系统
，具体涉及一种基于供电可靠性的储能接入位置选择方法。

技术介绍

[0002]当前，能源清洁低碳转型是全球能源发展的必然趋势，各地区在要求能源行业在保障有效供给的同时，必须持续推动能源结构转型，着力提升省内和区外清洁能源利用水平，而储能是智能电网、可再生能源高占比能源系统的关键支撑技术，能够显著提高风、光等可再生能源的消纳水平，对于促进主体能源由化石能源向可再生能源更替具有重要意义。另外，随着各地区电网规模的扩大、区外来电规模的增加以及风光新能源比重的提高，电网存在着安全运行风险，各地区电网对特高压交直流严重故障的主动防御能力还不足，电网急需毫秒级响应资源。但毫秒级可中断负荷资源总量少、配置难度大，且对用户仍会产生一定影响，继续增加的空间十分有限，因此迫切需要规划建设一批具有毫秒级响应能力的资源。
[0003]因此，现阶段需设计一种基于供电可靠性的储能接入位置选择方法，来解决以上问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的在于提供一种基于供电可靠性的储能接入位置选择方法，用于解决上述现有技术中存在的技术问题，随着各地区电网规模的扩大、区外来电规模的增加以及风光新能源比重的提高，电网存在着安全运行风险，各地区电网对特高压交直流严重故障的主动防御能力还不足，电网急需毫秒级响应资源。但毫秒级可中断负荷资源总量少、配置难度大，且对用户仍会产生一定影响，继续增加的空间十分有限，因此迫切需要规划建设一批具有毫秒级响应能力的资源。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：
[0006]一种基于供电可靠性的储能接入位置选择方法，包括以下步骤：
[0007]S1：提出并综合分析储能接入位置选择模型的各个目标函数指标；
[0008]S2：考虑储能接入位置选择模型的各项约束条件；
[0009]S3：综合考虑各个目标函数指标和各项约束条件得出供电可靠性的储能接入位置选择模型。
[0010]进一步的，步骤S1中，所述目标函数指标包括甩负荷量f1和经济性评估指标f2；
[0011]甩负荷量f1的计算公式如下
[0012][0013]式中，E
EVENT
为故障事件集合；μ
j
为单位统计时间间隔内故障j发生的概率；P
j_shed
和P
j_restore
分别为故障j状态下的负荷削减功率和储能系统提供的恢复功率；Δt
j
为故障事件
j的平均恢复时间；规定P
j_restore
≤P
j_shed
≤P
ESS
，P
ESS
为储能输出功率，即故障事件中，储能系统出力一部分用于平衡系统功率，一部分用于提供故障支撑；故f1≥0且f1越小表明故障甩负荷量越小，储能系统提供的故障支撑越强；
[0014]选取网损贡献度f2作为经济性评估指标，通过网损变化率子函数计算，即接入储能前后网损之差与接入储能前网损之商；该函数值越大表示储能系统接入后全网网损降低越多；网损贡献度f2也表示在同样条件下，储能系统接入后由其自身引起整个电网网损的变化程度，f2计算方法如下：
[0015]式中：ΔP
‑
为储能系统接入前全网的有功损耗；ΔP
+
为储能接入后全网的有功损耗；f2为正值，表征储能接入后对全网有功损耗的减小程度，即引起的全网的网损减小量与并网前全网网损量之比，值越大表示储能接入后全网网损减小的越多。
[0016]进一步的，步骤S2中，所述约束条件包括功率平衡约束、节点电压约束、储能并网约束、储能系统保护约束、线路传输功率约束、储能能量平衡约束。
[0017]进一步的，功率平衡约束：
[0018]P
PVi
+P
ESSi
‑
P
Li
＝U
i
∑U
j
(G
ij
cosθ
ij
+B
ij
sinθ
ij
)
ꢀꢀ
(3)
[0019]Q
PVi
+Q
ESSi
‑
Q
Li
＝U
i
∑U
j
(G
ij
cosθ
ij
‑
B
ij
sinθ
ij
)
ꢀꢀ
(4)
[0020][0021]式中：i为节点编号，P
PVi
、P
ESSi
和P
Li
分别为当前时间断面节点i处的光伏、储能和负荷的有功功率；Q
PVi
、Q
ESSi
和Q
Li
分别为当前时间断面节点i处的光伏、储能和负荷的无功功率；G
ij
和B
ij
分别为节点导纳矩阵的实部和虚部；cosθ
ij
和sinθ
ij
分别表示节点i和节点j的相角差θ
ij
的正弦值和余弦值，U
i
和U
j
分别表示为节点i和节点j的电压，P
system
为高渗透率光伏并网场景下的系统的净负荷功率。
[0022]进一步的，节点电压约束：
[0023]U
min
≤U
i
≤U
max
ꢀꢀ
(6)
[0024]式中：U
max
、U
min
分别为系统节点电压上、下限。
[0025]进一步的，储能并网约束：
[0026][0027][0028]∑E
ESS
≥(1+γ)P
Load
Δt
ꢀꢀ
(9)
[0029]式中，和为储能调节功率的上下限；和为储能装机容量的上下限；γ为系统中可能增长的负荷百分比；P
load
表示系统负荷的总功率，当系统故障或负荷突增时，储能应为系统提供一定备用容量，保障系统增加γ的负荷持续稳定供电Δt时长。
[0030]进一步的，储能系统保护约束：
[0031][0032][0033][0034]式中，S
SOC
(t)为t时刻储能设备的荷电状态SOC；过度充放电都会缩短储能设备寿命，故正常运行时储能的SOC需满足上下限约束，和分别为储能SOC上下限；P
ESS_ch
和P
ESS_dch
分别为储能的充放电功率；和分别表示储能的最大充电功率和最大放电功率，和分别表示储能的额定充电功率和额定放电功率，α和β为储能的充放电效率。
[0035]进一步的，线路传输功率约束：...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于供电可靠性的储能接入位置选择方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：提出并综合分析储能接入位置选择模型的各个目标函数指标；S2：考虑储能接入位置选择模型的各项约束条件；S3：综合考虑各个目标函数指标和各项约束条件得出供电可靠性的储能接入位置选择模型。2.如权利要求1所述的一种基于供电可靠性的储能接入位置选择方法，其特征在于，步骤S1中，所述目标函数指标包括甩负荷量f1和经济性评估指标f2；甩负荷量f1的计算公式如下式中，E
EVENT
为故障事件集合；μ
j
为单位统计时间间隔内故障j发生的概率；P
j_shed
和P
j_restore
分别为故障j状态下的负荷削减功率和储能系统提供的恢复功率；Δt
j
为故障事件j的平均恢复时间；规定P
j_restore
≤P
j_shed
≤P
ESS
，P
ESS
为储能输出功率，即故障事件中，储能系统出力一部分用于平衡系统功率，一部分用于提供故障支撑；故f1≥0且f1越小表明故障甩负荷量越小，储能系统提供的故障支撑越强；选取网损贡献度f2作为经济性评估指标，通过网损变化率子函数计算，即接入储能前后网损之差与接入储能前网损之商；该函数值越大表示储能系统接入后全网网损降低越多；网损贡献度f2也表示在同样条件下，储能系统接入后由其自身引起整个电网网损的变化程度，f2计算方法如下：式中：ΔP
‑
为储能系统接入前全网的有功损耗；ΔP
+
为储能接入后全网的有功损耗；f2为正值，表征储能接入后对全网有功损耗的减小程度，即引起的全网的网损减小量与并网前全网网损量之比，值越大表示储能接入后全网网损减小的越多。3.如权利要求2所述的一种基于供电可靠性的储能接入位置选择方法，其特征在于，步骤S2中，所述约束条件包括功率平衡约束、节点电压约束、储能并网约束、储能系统保护约束、线路传输功率约束、储能能量平衡约束。4.如权利要求3所述的一种基于供电可靠性的储能接入位置选择方法，其特征在于，功率平衡约束：P
PVi
+P
ESSi
‑
P
Li
＝U
i
∑U
j
(G
ij
cosθ
ij
+B
ij
sinθ
ij
)
ꢀꢀꢀ
(3)Q
PVi
+Q
ESSi
‑
Q
Li
＝U
i
∑U
j
(G
ij
cosθ
ij
‑
B
ij
sinθ
ij
)
ꢀꢀꢀ
(4)式中：i为节点编号，P
PVi

【专利技术属性】
技术研发人员：南开辉，陈琛，吴晨，薛贵元，吴垠，牛文娟，谈健，马龙鹏，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：