一种含分布式储能系统的分布式能源集群配置方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种含分布式储能系统的分布式能源集群配置方法和系统，本申请根据分布式能源集群的出力与负荷功率，建立分布式能源集群划分模型，对分布式能源集群的数量进行划分，基于划分的集群确定出分布式能源集群的容量，以此预测所需的储能容量；然后由聚类算法确定出分布式储能系统的最优建设的安装坐标，最终由分布式集群能源的容量确定分布式储能系统需要存储的容量，在结合最优潮流算法对目标区域所需的储能容量进行计算，确定所选目标区域的分布式储能系统的最大充放电功率，故此本申请得出包含储能位置选址、储能容量、储能的最大充放电功率的分布式储能系统的详细配置方案，以此来解决电网末端的低压用户的电压质量低的问题。质量低的问题。质量低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种含分布式储能系统的分布式能源集群配置方法和系统


[0001]本专利技术涉及一种分布式能源集群接入电网规划领域，更具体地说，它涉及一种含分布式储能系统的分布式能源集群配置方法和系统。

技术介绍

[0002]传统电网为大电网模式下，能量供应路线由35千伏以上主干网络完成。在大规模分布式能源接入后，呈现明显的分布式发电集群模式，由此会带来潮流多变、电压越限、谐波畸变等一系列问题。
[0003]为解决上述问题，对分布式能源的群调群控将成为技术关键所在，群调群控旨在将大电网根据功率自平衡的特点，在各个集群内，通过储能的协调，能实现发用电自平衡，电能质量调节能作用。而实现群调群控的首要技术是需对大电网进行集群划分，在现有储能配置中，一般是在台区10千伏配变侧安装小型储能站，其选点的方式单一、智能化程度低。另外在10千伏配变的选点方式，未考虑源荷分布特点，对电网的电压调节局限性比较强，特别是对台区末端的低压用户的电压调节作用甚微。

技术实现思路

[0004]本申请为了解决现有技术中的储能配置方法对于电网末端的低压用户的电压质量低这一技术问题，本专利技术的目的是提供一种含分布式储能系统的分布式能源集群配置方法和系统，本申请根据分布式能源集群的出力与负荷功率，建立分布式能源集群划分模型，对分布式能源集群的数量进行划分，基于划分的集群确定出分布式能源集群的容量，以此预测所需的储能容量；然后由聚类算法确定出分布式储能系统的最优建设的安装坐标，最终由分布式集群能源的容量确定分布式储能系统需要存储的容量，在结合最优潮流算法对目标区域所需的储能容量进行计算，确定所选目标区域的分布式储能系统的最大充放电功率，故此本申请得出包含储能位置选址、储能容量、储能的最大充放电功率的分布式储能系统的详细配置方案，以此来解决电网末端的低压用户的电压质量低的问题。
[0005]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0006]第一方面，本申请提供了一种含分布式储能系统的分布式能源集群配置方法，包括：
[0007]获取一目标区域分布式能源集群的出力与负荷功率，以分布式能源集群的出力与负荷功率构建分布式能源集群划分模型，根据分布式能源集群划分模型确定在目标区域的分布式能源集群的数量；
[0008]根据分布式能源集群的容量，预测分布式能源集群在目标区域的单位时间的出力曲线，根据在单位时间的出力曲线和负荷有功曲线计算目标区域所需的储能容量；
[0009]获取分布式能源集群的经纬度坐标，利用kmeans算法对集群内分布式能源的容量和经纬度坐标进行聚类，获得分布式储能系统的安装坐标；
[0010]在获得分布式储能系统的安装坐标后，对单个分布式能源集群的容量均分获得分
布式储能系统的储能容量，利用最优潮流算法对目标区域所需的储能容量进行计算，确定分布式储能系统的最大充放电功率。
[0011]在一种实施方案中，以分布式能源集群的出力与负荷功率构建分布式能源集群划分模型，包括：
[0012]以分布式能源集群的出力与负荷功率之差最小为目标函数；
[0013]以供电半径小于等于用户的最长电气距离为第一约束条件，以分布式能源集群能给所有用户供电为第二约束条件；
[0014]基于第一约束条件和第二约束条件对目标函数进行约束，以此构建分布式能源集群划分模型。
[0015]在一种实施方案中，以分布式能源集群的出力与负荷功率之差最小为目标函数，其目标函数的计算式为：其中，δ为所有集群的发电、负荷不平衡误差，i为第i个分布式能源集群，m为分布式能源集群的总数，t1为表示分析时段的初始时刻，t
n
表示分析时段的第n时刻，P
pv
为某时刻分布式能源集群的实际出力，P
l
oad为某时刻的负荷有功功率。
[0016]在一种实施方案中，获取集群内分布式能源的经纬度坐标，利用kmeans算法对集群内分布式能源的容量和经纬度坐标进行聚类，获得分布式储能系统的安装坐标，包括：
[0017]设置kmeans算法的聚类个数，以集群中的分布式能源的容量作为权值，计算聚类中心的欧式距离，其欧式距离的计算式为：S
i
为集群内第i个分布式能源的容量，x
i
,y
i
为集群内第i个分布式能源的的经纬度坐标，x,y为聚类中心点经纬度坐标，即为推荐的分布式储能系统的安装坐标。
[0018]在一种实施方案中，对单个分布式能源集群的容量均分获得分布式储能系统的储能容量，具体为：基于kmeans聚类后分布式储能系统所对应的容量占比，均分集群内的储能总容量，以1.3倍的安全裕度确定分布式储能系统的储能容量。
[0019]第二方面，本申请提供了一种含分布式储能系统的分布式能源集群配置系统，包括：
[0020]模型构建模块，用于获取一目标区域分布式能源集群的出力与负荷功率，以分布式能源集群的出力与负荷功率构建分布式能源集群划分模型，根据分布式能源集群划分模型确定在目标区域的分布式能源集群的数量；
[0021]需求容量计算模块，用于根据分布式能源集群的容量，预测分布式能源集群在目标区域的单位时间的出力曲线，根据在单位时间的出力曲线和负荷有功曲线计算目标区域所需的储能容量；
[0022]储能坐标选择模块，用于获取分布式能源集群的经纬度坐标，利用kmeans算法对集群内分布式能源的容量和经纬度坐标进行聚类，获得分布式储能系统的安装坐标；
[0023]容量功率配置模块，用于在获得分布式储能系统的安装坐标后，对单个分布式能源集群的容量均分获得分布式储能系统的储能容量，利用最优潮流算法对目标区域所需的储能容量进行计算，确定分布式储能系统的最大充放电功率。
[0024]在一种实施方案中，模型构建模块包括：
[0025]目标函数模块，用于以分布式能源集群的出力与负荷功率之差最小为目标函数；
[0026]约束条件模块，用于以供电半径小于等于用户的最长电气距离为第一约束条件，以分布式能源集群能给所有用户供电为第二约束条件；
[0027]约束模块，用于基于第一约束条件和第二约束条件对目标函数进行约束，以此构建分布式能源集群划分模型。
[0028]在一种实施方案中，目标函数模块，还用于：
[0029]目标函数的计算式为：其中，δ为所有集群的发电、负荷不平衡误差，i为第i个分布式能源集群，m为分布式能源集群的总数，t1为表示分析时段的初始时刻，t
n
表示分析时段的第n时刻，P
p
v为某时刻分布式能源集群的实际出力，P
l
o
ad
为某时刻的分布式能源集群的负荷有功功率。
[0030]在一种实施方案中，储能坐标选择模块，还用于：设置kmeans算法的聚类个数，以分布式能源集群的容量作为权值，计算聚类中心的欧式距离，其欧式距离的计算式为：S
i
为集群中第i个分布式能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含分布式储能系统的分布式能源集群配置方法，其特征在于，包括：获取一目标区域分布式能源集群的出力与负荷功率，以分布式能源集群的出力与负荷功率构建分布式能源集群划分模型，根据分布式能源集群划分模型确定在目标区域的分布式能源集群的数量；根据分布式能源集群的容量，预测分布式能源集群在目标区域的单位时间的出力曲线，根据在单位时间的出力曲线和负荷有功曲线计算目标区域所需的储能容量；获取分布式能源集群的经纬度坐标，利用kmeans算法对集群内分布式能源的容量和经纬度坐标进行聚类，获得分布式储能系统的安装坐标；在获得分布式储能系统的安装坐标后，对单个分布式能源集群的容量均分获得分布式储能系统的储能容量，利用最优潮流算法对目标区域所需的储能容量进行计算，确定分布式储能系统的最大充放电功率。2.根据权利要求1所述的一种含分布式储能系统的分布式能源集群配置方法，其特征在于，以分布式能源集群的出力与负荷功率构建分布式能源集群划分模型，包括：以分布式能源集群的出力与负荷功率之差最小为目标函数；以供电半径小于等于用户的最长电气距离为第一约束条件，以分布式能源集群能给所有用户供电为第二约束条件；基于第一约束条件和第二约束条件对目标函数进行约束，以此构建分布式能源集群划分模型。3.根据权利要求2所述的一种含分布式储能系统的分布式能源集群配置方法，其特征在于，以分布式能源集群的出力与负荷功率之差最小为目标函数，其目标函数的计算式为：其中，δ为所有集群的发电、负荷不平衡误差，i为第i个分布式能源集群，m为分布式能源集群的总数，t1为表示分析时段的初始时刻，t
n
表示分析时段的第n时刻，P
pv
为某时刻分布式能源集群的实际出力，P
load
为某时刻的负荷有功功率。4.根据权利要求1所述的一种含分布式储能系统的分布式能源集群配置方法，其特征在于，获取集群内分布式能源的经纬度坐标，利用kmeans算法对集群内分布式能源的容量和经纬度坐标进行聚类，获得分布式储能系统的安装坐标，包括：设置kmeans算法的聚类个数，以集群中的分布式能源的容量作为权值，计算聚类中心的欧式距离，其欧式距离的计算式为：S
i
为集群内第i个分布式能源的容量，x
i
,y
i
为集群内第i个分布式能源的的经纬度坐标，x,y为聚类中心点经纬度坐标，即为推荐的分布式储能系统的安装坐标。5.根据权利要求1所述的一种含分布式储能系统的分布式能源集群配置方法，其特征在于，对单个分布式能源集群的容量均分获得分布式储能系统的储能容量，具体为：基于kmeans聚类后分布式储能系统所对应的容量占比，均分集群内的储能总容量，以1.3倍的安全裕度确...

【专利技术属性】
技术研发人员：胥威汀，乔云池，刘畅，许珂，李奥，王朝明，沈杨松，冯煜坤，元博，徐波，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：