缓解电网潮流阻塞的储能控制方法、系统、设备及介质技术方案

本发明专利技术公开了一种缓解电网潮流阻塞的储能控制方法、系统、设备及介质，属于储能控制技术领域，储能控制方法包括：根据对电网潮流控制的效果筛选参与控制的储能节点；基于参与控制的储能节点构建兼顾调控总量和调控设备数量的多目标优化模型；求解多目标优化模型，确定各储能节点能够缓解局部电网潮流阻塞的控制方案。与现有方法相比，本发明专利技术的储能控制方法将灵敏度法与优化规划法相结合，综合考虑各线路的重载程度、各储能节点的可调功率以及对越限支路的控制灵敏度对参与控制的储能节点进行筛选，可大幅提高优化计算的效率。本发明专利技术构建的优化控制模型兼顾了调控总量和参与调控设备的数量，能够在保证潮流控制效果的同时提升控制方案的实用性。提升控制方案的实用性。提升控制方案的实用性。

【技术实现步骤摘要】
缓解电网潮流阻塞的储能控制方法、系统、设备及介质


[0001]本专利技术属于储能控制
，具体涉及一种缓解电网潮流阻塞的储能控制方法、系统、设备及介质。

技术介绍

[0002]在构建新型电力系统的背景下，具有快速功率吞吐能力的储能设备将在新能源富集地区和大型负荷中心广泛分布。电网中分散布置的储能设备不仅能解决电网全局的功率平衡问题，也为缓解局部电网阻塞提供了灵活的调控手段。由于储能设备在电网中点多面广，布局分散，若不进行优化控制，一是会增加调控方案的复杂性，增加成本，二是不仅不能缓解电网潮流阻塞问题，还有可能加重电网的潮流负担。因此，有必要根据对分散布置的储能设备进行优化控制，在解决电网阻塞问题的同时尽可能降低调控代价。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种缓解电网潮流阻塞的储能控制方法、系统、设备及介质，通过对电网中分散布置的储能设备进行优化控制，可以解决新能源基地和负荷中心局部电网短时潮流越限问题，降低对发电机设备的调控需求。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术有如下的技术方案：
[0005]第一方面，提供一种缓解电网潮流阻塞的储能控制方法，包括：
[0006]根据对电网潮流控制的效果筛选参与控制的储能节点；
[0007]基于参与控制的储能节点构建兼顾调控总量和调控设备数量的多目标优化模型；
[0008]求解多目标优化模型，确定各储能节点能够缓解局部电网潮流阻塞的控制方案。
[0009]作为本专利技术储能控制方法的一种优选方案，所述根据对电网潮流控制的效果筛选参与控制的储能节点的步骤包括：
[0010]在储能节点i注入一个功率ΔP
S
，通过潮流计算得到被控支路l的潮流变化量ΔP
l,i
，按下式计算得到储能节点i对支路l的控制灵敏度：
[0011][0012]式中，S
l,i
为储能节点i对支路l的控制灵敏度，S
l,i
＞0则表示储能节点i的储能放电将导致支路l在指定潮流正方向下的输电功率增加；
[0013]按下式计算储能节点i对被控支路l的最大潮流调控幅度指标：
[0014][0015]式中，C
l,i
为储能节点i对支路l的最大潮流调控幅度指标，ΔP
i_C_max
为储能节点i的最大可调充电功率，ΔP
i_DC_max
为储能节点i的最大可调放电功率；
[0016]按下式基于局部电网各输电线路的阻塞程度确定各储能节点的综合控制效果指
标：
[0017][0018]式中，X
i
为储能节点i的综合控制效果指标；β
l
为支路l的负载率；η为支路潮流安全阈值，0＜η＜min(β
l
)，l∈(1,L)，L为被控制支路的条数；
[0019]设定综合控制效果指标阈值λ，对参与控制的储能节点进行筛选，如果X
i
≥λ，则储能节点i参与潮流控制，而如果X
i
<λ，储能节点i的储能不参与潮流控制。
[0020]作为本专利技术储能控制方法的一种优选方案，所述基于参与控制的储能节点构建兼顾调控总量和调控设备数量的多目标优化模型的步骤中，构建出的多目标优化模型的计算表达式如下：
[0021][0022]式中，n和m分别为参与控制的储能电站数量和发电机组数量；C
S
为储能单位功率控制成本；C
G
为发电机单位功率控制成本；C
Sk
表示储能电站参与控制的惩罚系数；ΔP
Si
和ΔP
Gj
分别表示储能和发电机调控功率大小的状态变量，ΔP
Si
和ΔP
Gj
大于零，表示控制储能节点i和发电机节点j的节点注入功率增加，而ΔP
Si
和ΔP
Gj
小于零，表示控制储能节点i和发电机节点j的节点注入功率减小；I
Si
和I
Gj
为0
‑
1状态变量，I
Si
和I
Gj
为1，表示储能或发电机参与控制，I
Si
和I
Gj
为0，表示储能或发电机不参与控制；Δt为参与潮流控制的时间；M为发电机参与控制的惩罚系数，且M为一个正数，表示储能控制的优先级高于发电机控制的优先级。
[0023]作为本专利技术储能控制方法的一种优选方案，在求解多目标优化模型，确定各储能节点能够缓解局部电网潮流阻塞的控制方案时，多目标优化模型求解过程中采用直流潮流法求解各支路有功功率，并考虑如下安全约束：
[0024][0025]‑
P
Si_max
≤P
Si_0
+ΔP
Si
≤P
Si_max
[0026]P
Gj_min
≤P
Gj_0
+ΔP
Gj
≤P
Gj_max
[0027]P
l
≤η2P
l_max
[0028]式中，P
Si_0
为储能机组i的初始功率，P
Si_0
>0表示储能放电，反之表示储能充电；P
Si_max
为储能节点i的最大充、放电功率；P
Gj_0
为发电机j的初始有功出力；P
Gj_max
为发电机j的有功出力上限；P
Gj_min
为发电机j的有功出力下限；P
l
为支路l的有功功率，η2为安全裕度，0<η2<1。
[0029]第二方面，提供一种缓解电网潮流阻塞的储能控制系统，包括：
[0030]储能节点筛选模块，用于根据对电网潮流控制的效果筛选参与控制的储能节点；
[0031]多目标优化模型构建模块，用于基于参与控制的储能节点构建兼顾调控总量和调控设备数量的多目标优化模型；
[0032]多目标优化模型求解模块，用于求解多目标优化模型，确定各储能节点能够缓解
局部电网潮流阻塞的控制方案。
[0033]作为本专利技术储能控制系统的一种优选方案，所述储能节点筛选模块在储能节点i注入一个功率ΔP
S
，通过潮流计算得到被控支路l的潮流变化量ΔP
l,i
，按下式计算得到储能节点i对支路l的控制灵敏度：
[0034][0035]式中，S
l,i
为储能节点i对支路l的控制灵敏度，S
l,i
＞0则表示储能节点i的储能放电将导致支路l在指定潮流正方向下的输电功率增加；
[0036]按下式计算储能节点i对被控支路l的最大潮流调控幅度指标：
[0037][0038]式中，C本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种缓解电网潮流阻塞的储能控制方法，其特征在于，包括：根据对电网潮流控制的效果筛选参与控制的储能节点；基于参与控制的储能节点构建兼顾调控总量和调控设备数量的多目标优化模型；求解多目标优化模型，确定各储能节点能够缓解局部电网潮流阻塞的控制方案。2.根据权利要求1所述缓解电网潮流阻塞的储能控制方法，其特征在于，所述根据对电网潮流控制的效果筛选参与控制的储能节点的步骤包括：在储能节点i注入一个功率ΔP
S
，通过潮流计算得到被控支路l的潮流变化量ΔP
l,i
，按下式计算得到储能节点i对支路l的控制灵敏度：式中，S
l,i
为储能节点i对支路l的控制灵敏度，S
l,i
＞0则表示储能节点i的储能放电将导致支路l在指定潮流正方向下的输电功率增加；按下式计算储能节点i对被控支路l的最大潮流调控幅度指标：式中，C
l,i
为储能节点i对支路l的最大潮流调控幅度指标，ΔP
i_C_max
为储能节点i的最大可调充电功率，ΔP
i_DC_max
为储能节点i的最大可调放电功率；按下式基于局部电网各输电线路的阻塞程度确定各储能节点的综合控制效果指标：式中，X
i
为储能节点i的综合控制效果指标；β
l
为支路l的负载率；η为支路潮流安全阈值，0＜η＜min(β
l
)，l∈(1,L)，L为被控制支路的条数；设定综合控制效果指标阈值λ，对参与控制的储能节点进行筛选，如果X
i
≥λ，则储能节点i参与潮流控制，而如果X
i
<λ，储能节点i的储能不参与潮流控制。3.根据权利要求1所述缓解电网潮流阻塞的储能控制方法，其特征在于，所述基于参与控制的储能节点构建兼顾调控总量和调控设备数量的多目标优化模型的步骤中，构建出的多目标优化模型的计算表达式如下：式中，n和m分别为参与控制的储能电站数量和发电机组数量；C
S
为储能单位功率控制成本；C
G
为发电机单位功率控制成本；C
Sk
表示储能电站参与控制的惩罚系数；ΔP
Si
和ΔP
Gj
分别表示储能和发电机调控功率大小的状态变量，ΔP
Si
和ΔP
Gj
大于零，表示控制储能节点i和发电机节点j的节点注入功率增加，而ΔP
Si
和ΔP
Gj
小于零，表示控制储能节点i和发电机节点j的节点注入功率减小；I
Si
和I
Gj
为0
‑
1状态变量，I
Si
和I
Gj
为1，表示储能或发电机参与控制，I
Si
和I
Gj
为0，表示储能或发电机不参与控制；Δt为参与潮流控制的时间；M为发电机参与控制的惩罚系数，且M为一个正数，表示储能控制的优先级高于发电机控制的优先级。
4.根据权利要求3所述缓解电网潮流阻塞的储能控制方法，其特征在于，在求解多目标优化模型，确定各储能节点能够缓解局部电网潮流阻塞的控制方案时，多目标优化模型求解过程中采用直流潮流法求解各支路有功功率，并考虑如下安全约束：
‑
P
Si_max
≤P
Si_0
+ΔP
Si
≤P
Si_max
P
Gj_min
≤P
Gj_0
+ΔP
Gj
≤P
Gj_max
P
l
≤η2P
l_max
式中，P
Si_0
为储能机组i的初始功率，P
Si_0
>0表示储能放电，反之表示储能充电；P
Si_max
为储能节点i的最大充、放电功率；P
Gj_0
为发电机j的初始有功出力；P
Gj_max
为发电机j的有功出力上限；P
Gj_min
为发电机j的有功出力下限；P
l
为支路l的有功功率，η2为安全裕度，0<η2<1。5.一种缓解电网潮流阻塞的储能控制系统，其特征在于，包括：储能节点筛选模块，用于根据对电网潮流控制的效果筛选参与控制的储能节点；多目标优化模型构...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴俊玲，李永斌，王亦婷，李美妍，陆润钊，张健，陈春萌，代倩，卢国强，张立波，苏丽宁，高宝荣，赵东宁，梁英，张启雁，赵焕蓓，
申请(专利权)人：国网青海省电力公司，
类型：发明
国别省市：