一种有源配电网中储能装置的容量优化配置方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种有源配电网中储能装置的容量优化配置方法，属于新能源储能配置技术领域。该方法通过计算配电网网损灵敏度标准差，确定了有源配电网中各节点有功功率变化对于网损的影响灵敏度，并通过灵敏度标准差极值得到储能在有源配电网中的接入数量和接入位置，并考虑配电网潮流、节点电压、支路电流和储能运行等约束条件，建立储能容量配置优化的目标函数，并采用差分粒子群优化算法求解此优化问题，从而得到配电网安全、经济效益最优的储能配置方案，为有源配电网中储能装置的容量配置提供有效的解决方案。置提供有效的解决方案。置提供有效的解决方案。

【技术实现步骤摘要】
一种有源配电网中储能装置的容量优化配置方法


[0001]本专利技术涉及新能源储能配置
，具体涉及一种有源配电网中储能装置的容量优化配置方法。

技术介绍

[0002]近年来，新能源发电项目呈现井喷式增长态势，但当新能源装机达到一定规模时，配电网中负荷的限制造成了新能源的过剩，导致弃风弃光等现象，此外，风光新能源的波动性、不确定性对配电网的安全稳定运行造成了严重影响。基于以上问题，储能的加入势在必行。储能系统具有源荷一体化、响应速度快等特点，在系统峰谷调节和网络运行方面具有良好的应用前景。通过合理的容量配置，可以有效降低网络损耗和节点电压波动，节约建设成本。然而目前储能的建设成本较高，储能容量过大，会降低电网经济性，储能容量过小，会降低对电网的调节作用，储能容量配置的合理性直接对有源配电网的经济性和稳定性造成影响，因此储能容量优化配置方法是一个关键问题。

技术实现思路

[0003]针对现有的有源配电网中储能装置的容量配置方法的不足，本专利技术的目的在于提出一种有源配电网中储能装置的容量优化配置方法。
[0004]本专利技术的目的是通过以下技术手段实现的：
[0005]一种有源配电网中储能装置的容量优化配置方法，包括如下步骤：
[0006]获取有源配电网的运行参数，计算有源配电网中各节点的网损灵敏度标准差值，根据网损灵敏度标准差值对配电网中各节点进行区域划分，选取划分区域中网损灵敏度标准差值最大节点作为储能装置接入位置；
[0007]选取网络损耗、节点电压波动和储能接入容量作为目标函数，建立目标函数的约束条件，并采用差分粒子群算法进行求解，得到储能装置最优接入容量。
[0008]进一步地，有源配电网中各节点的网损灵敏度标准差值的公式如下：
[0009][0010]式中，T表示总时间段，ω
i,t
表示t时刻i节点的网损灵敏度，α
i
表示i节点的网损灵敏度标准差。
[0011]进一步地，各时刻各节点的网损灵敏度计算公式如下：
[0012][0013][0014]式中，α
ij
和β
ij
表示i节点和j节点不同方向的功率损失因子，P
i,t
和Q
i,t
表示t时刻i
节点的有功功率和无功功率，P
j,t
和Q
j,t
表示t时刻j节点的有功功率和无功功率，P
loss,t
表示t时刻配电网的网络损耗，N表示有源配电网中的节点数量。
[0015]进一步地，所述的储能装置接入位置选取方法为：
[0016]绘制各节点网损灵敏度标准差的曲线图，将曲线图中极大值和极小值数量中的较大值作为配电网区域数量，并以极大值对应节点位置作为区域划分依据，对配电网进行区域划分；选取各区域中网损灵敏度标准差值最大的节点作为储能装置接入位置，接入储能装置的数量等于划分得到的区域数量。
[0017]进一步地，所述的目标函数为：
[0018]minf＝λ1×
f1+λ2×
f2+λ3×
f3[0019]其中，f表示总目标函数值，λ1、λ2和λ3为权重系数，f1、f2、f3分别表示配电网有功网损、总配电网节点电压波动、储能装置接入的总容量。
[0020]进一步地，所述的配电网有功网损公式如下：
[0021][0022]其中，P
loss,t
表示t时刻配电网的网络损耗，T表示总时间段；
[0023]所述的总配电网节点电压波动公式如下：
[0024][0025]其中，U
i,t
表示i节点在t时刻的电压幅值，为i节点在时间T内的平均电压幅值；
[0026]储能装置接入的总容量公式如下：
[0027][0028]其中，P
k,d,t
为t时刻第k个储能装置的储能放电功率，P
k,c,t
为t时刻第k个储能装置的储能充电功率，Δt为充放电时间间隔，N
ES
为配电网中接入储能装置的数量。
[0029]进一步地，所述的目标函数的约束条件包括潮流约束、节点电压约束和储能运行约束。
[0030]进一步地，所述的差分粒子群算法求解过程如下：
[0031](1)随机生成初始粒子群的速度和位置，每一个粒子位置代表每个储能装置在T时间段的充放电功率；
[0032](2)通过潮流计算粒子的适应度值，更新粒子位置和速度；
[0033](3)根据差分粒子群算法约束条件进行多次迭代，当达到迭代要求且满足约束条件时，输出最优粒子位置值，得到每个储能装置在T时间段的充放电功率；根据充放电功率计算各储能装置的容量，得到储能装置接入容量的最优方案。
[0034]本专利技术的有益效果在于：本专利技术通过网损灵敏度标准差，提出一种确定储能接入有源配电网位置的策略，确定了以配电网网络损耗、节点电压波动和储能接入容量为目标的优化目标函数，考虑网络中潮流、电压、电流和储能运行条件等约束条件，建立储能容量优化配置模型，并采用差分粒子群算法求解此优化问题，从而使得目标函数最优，为有源配电网中储能装置的优化配置问题提供合理经济的解决方案。
附图说明
[0035]图1为本专利技术提供的有源配电网中储能装置的容量优化配置方法的流程示意图；
[0036]图2为本专利技术具体实施案例的网络拓扑图；
[0037]图3为本专利技术具体实施案例的典型日负荷和新能源出力曲线；
[0038]图4为配电网各节点的网损灵敏度标准差计算结果；
[0039]图5为1号储能24小时功率；
[0040]图6为2号储能24小时功率。
具体实施方式
[0041]下面结合附图和实例，对本专利技术做进一步详述。
[0042]本实施例中，选取对象为改进典型算例IEEE 33标准节点系统，如图2所示，基准电压值为12.66kV，基准容量为10MVA，系统总有功负荷为3715kW。在IEEE33节点系统的8、30节点处接入400kW光伏，在14、20节点处接入400kW风电，典型日负荷和新能源出力曲线如图3所示(以一小时为一个时间段，共24个间隔点)。
[0043]如图1所示，有源配电网中储能装置的容量优化配置方法主要包括以下步骤：
[0044]步骤1：获取有源配电网中节点的相关参数，包括：配电网节点阻抗矩阵，将矩阵中i行、j列元素记为r
ij
，表示i节点和j节点之间的电阻值；各节点的负荷值以及新能源出力曲线。
[0045]根据上述参数，利用MATLAB计算得到一天24小时内每小时各节点的电压值U
i
、电压相角值δ
i
、有功功率P
i
和无功功率Q
i
。
[0046]步骤2，计算有源配电网中各节点的网损灵敏度：
[0047]有源配电网的网络损耗为：<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有源配电网中储能装置的容量优化配置方法，其特征在于，包括如下步骤；获取有源配电网的运行参数，计算有源配电网中各节点的网损灵敏度标准差值，根据网损灵敏度标准差值对配电网中各节点进行区域划分，选取划分区域中网损灵敏度标准差值最大节点作为储能装置接入位置；选取网络损耗、节点电压波动和储能接入容量作为目标函数，建立目标函数的约束条件，并采用差分粒子群算法进行求解，得到储能装置最优接入容量。2.根据权利要求1所述的一种有源配电网中储能装置的容量优化配置方法，其特征在于，有源配电网中各节点的网损灵敏度标准差值的公式如下：式中，T表示总时间段，ω
i,t
表示t时刻i节点的网损灵敏度，α
i
表示i节点的网损灵敏度标准差。3.根据权利要求2所述的一种有源配电网中储能装置的容量优化配置方法，其特征在于，各时刻各节点的网损灵敏度计算公式如下：于，各时刻各节点的网损灵敏度计算公式如下：式中，α
ij
和β
ij
表示i节点和j节点不同方向的功率损失因子，P
i,t
和Q
i,t
表示t时刻i节点的有功功率和无功功率，P
j,t
和Q
j,t
表示t时刻j节点的有功功率和无功功率，P
loss,t
表示t时刻配电网的网络损耗，N表示有源配电网中的节点数量。4.根据权利要求1所述的一种有源配电网中储能装置的容量优化配置方法，其特征在于，所述的储能装置接入位置选取方法为：绘制各节点网损灵敏度标准差的曲线图，将曲线图中极大值和极小值数量中的较大值作为配电网区域数量，并以极大值对应节点位置作为区域划分依据，对配电网进行区域划分；选取各区域中网损灵敏度标准差值最大的节点作为储能装置接入位置，接入储能装...

【专利技术属性】
技术研发人员：呼斯乐，于源，李晓鹏，蔡文斌，王渊，曹林锋，杨家强，赵禹灿，
申请(专利权)人：内蒙古电力集团有限责任公司内蒙古电力经济技术研究院分公司，
类型：发明
国别省市：