一种含光伏配电网的储能容量配置方法与系统技术方案

本发明专利技术提出了一种含光伏配电网的储能容量配置方法与系统，确定光伏储能目标函数；将储能系统接入配电系统，计算充电放电功率约束；计算节点灵敏度系数，按照节点灵敏度，将所有节点划分为不同的区块；将每个时间段的储能能量进行叠加，得到每个区块的储能能量容量；构建配置容量的确认关系，确定每个区块的配置容量；选取区块中最大配置容量作为储能系统配置容量。置容量。置容量。

【技术实现步骤摘要】
一种含光伏配电网的储能容量配置方法与系统


[0001]本申请涉及能量调配
，尤其涉及一种含光伏配电网的储能容量配置方法与系统。

技术介绍

[0002]配电网与用户的联系最为紧密，对用户的影响最大，是电力系统直接面对用户的关键环节。自上世纪90年代末以来，我国逐年加大对配电网络基础设施建设的投资，截止目前已超过万亿元投入配电系统的建设和改造。但是与世界先进水平相比，我国的配电网络在电网结构，信息和自动化水平，供电可靠性以及技术管理等方面仍有很大的改进空间。因此，为了增加可再生能源发电的比例，确保供电质量，提高配电系统运行的灵活性和可靠性，国家和社会的多方资本都将参与配电系统的升级和改造。
[0003]储能技术是一种实现能量存储的技术，将能量从一种形式转换成可储存形式并储存在各种介质中，然后在需要时将储存的能量转换回电能的过程。按照储能系统能量存储和释放的外部特征可将储能划分为功率型储能和能量型储能。功率型储能以飞轮储能为代表，适合应用于补偿短时间尺度功率波动的场景，具有充电放电速率快、使用寿命长等特点；能量型储能以抽水储能为代表，适合应用于补偿长时间尺度功率波动的场景，具有容量大、相比功率型储能响应速度慢等特点。
[0004]目前，储能系统存在装置运行寿命较短并且造价较高的问题，其大规模应用受到了较大的阻碍，其配置规划问题也成为了当今研究热点。常用的储能系统容量配置和优化方法主要有差额补偿法、波动平抑法、经济特性优化法三种类型。
[0005]差额补偿法从保证连续供电的角度出发，通过使用储能来平衡发电机组发电功率与用电负荷功耗之间的不平衡从而确定储能的配置容量，其补偿了风电场或光伏发电的实际输出与给定功率水平(例如负载，预测或调度计划)之间的差额，但未考虑实际运行过程中容量和功率的动态变化，因此其配置容量的精确性有所欠缺。
[0006]但已有相关研究针对储能系统容量规划时少有考虑其安装位置对其容量的影响，以及在考虑系统运行的同时对储能寿命进行定量评估和测算，其规划结果很难兼顾储能运行状态对使用寿命的影响，从而降低了储能的经济性。此外，网络损耗和电压波动也会影响到储能的安装节点和配置容量，而多个分布式储能协调运行可以在保证配电网安全运行的同时，减少不必要的储能安装容量。因此，本文面向未来分布式电源主导的配电网，开展了计及储能安装位置与配置容量耦合关系以及储能系统全寿命周期成本的优化配置方法研究，具有重要的意义。

技术实现思路

[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术提出了一种含光伏配电网的储能容量配置方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0008]S1、确定光伏储能目标函数；
[0009]S2、将储能系统接入配电系统，计算充电放电功率约束；
[0010]S3、计算节点灵敏度系数，按照节点灵敏度，将所有节点划分为不同的区块；
[0011]S4、将每个时间段的储能能量进行叠加，得到每个区块的储能能量容量；
[0012]S5、构建配置容量的确认关系，确定每个区块的配置容量；
[0013]S6、选取区块中最大配置容量作为储能系统配置容量。
[0014]进一步地，步骤S1中，设置光伏储能目标函数为：
[0015]F＝min(λ1C1‑
λ2C2+λ3S)
ꢀꢀ
(1)；
[0016]其中，
[0017]式中，C1为储能系统能量损耗，C2为储能系统能量收入，S为能量偏差，λ1、λ2和λ3分别为储能系统能量损耗、储能系统储能收入和能量偏差的权重系数；N
ac
和N
dc
分别为交流子系统和直流子系统节点数；P
i
(t)和Q
i
(t)分别为t时刻节点i的有功出力功率值和无功出力功率值。
[0018]进一步地，步骤S2中，设定储能系统向电网输出功率为正方向，充电放电功率约束如式(3)、(4)和(5)所示：
[0019][0020]‑
P
max，i
≤P
i
(t)≤P
max，i
ꢀꢀ
(4)；
[0021]‑
Q
max，i
≤Q
i
(t)≤Q
max，i
ꢀꢀ
(5)；
[0022]式中，P
i
(t)为第i个节点在t时刻的有功出力功率值，当储能放电时为正，充电时为负；Q
i
(t)为第i个节点在t时刻的无功出力功率值；S
Ei
、P
max，i
和Q
max，i
分别为储能系统换流器的接入功率容量、有功功率和无功功率上限。
[0023]进一步地，步骤S3中，定义任一节点的灵敏度系数N为：
[0024][0025]上式中，α和β为灵敏度系数权重，满足α+β＝1。P
i
(Δt)为第i个节点在Δt时间内的有功出力功率变化量；Q
i
(Δt)为第i个节点在Δt时间内的无功出力功率变化量；S
i
(Δt)为第i个节点在Δt时间内的能量偏差量，S
i
(Δt)可表示为：
[0026][0027]进一步地，步骤S4中，按照公式(8)计算每个区块的储能能量容量F；
[0028][0029]其中，F
t
为储能能量初始容量，其中，t＝1，2，
…
，T。
[0030]进一步地，步骤S5中，配置容量的约束关系为：
[0031]Min(α1·
S
max
+α2·
F)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(9)；
[0032]其中，α1、α2为权重参数，F为储能能量容量，S
max
为储能功率最大容量，为储能功率最大容量，
[0033]本专利技术还提出了一种含光伏配电网的储能容量配置系统，用于实现储能容量配置方法，包括：
[0034]目标函数确定模块，用于确定光伏储能目标函数；
[0035]约束模块，用于将储能系统接入配电系统后，计算充电放电功率约束；
[0036]节点灵敏度系数计算模块，用于计算各个节点的灵敏度系数，并按照节点灵敏度，将所有节点划分为不同的区块；
[0037]区块的储能能量容量，用于将每个时间段的储能能量进行叠加，得到每个区块的储能能量容量；
[0038]区域容量配置模块，用于构建配置容量的确认关系，确定每个区块的配置容量；
[0039]储能系统容量配置模块，用于选取区块中最大配置容量作为储能系统配置容量。
[0040]进一步地，所述储能容量配置系统还包括储能容量双层优化系统，外层系统用于解决上述的储能容量配置方法，内层系统用于解决在规划储能容量下的系统运行情况。
[0041]相比于现有技术，本专利技术具有如下有益技术效果：
[0042]根据储能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含光伏配电网的储能容量配置方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、确定光伏储能目标函数；S2、将储能系统接入配电系统，计算充电放电功率约束；S3、计算节点灵敏度系数，按照节点灵敏度，将所有节点划分为不同的区块；S4、将每个时间段的储能能量进行叠加，得到每个区块的储能能量容量；S5、构建配置容量的确认关系，确定每个区块的配置容量；S6、选取区块中最大配置容量作为储能系统配置容量。2.根据权利要求1所述的储能容量配置方法，其特征在于，步骤S1中，设置光伏储能目标函数为：F＝min(λ1C1‑
λ2C2+λ3S) (1)；其中，式中，C1为储能系统能量损耗，C2为储能系统能量收入，S为能量偏差，λ1、λ2和λ3分别为储能系统能量损耗、储能系统储能收入和能量偏差的权重系数；N
ac
和N
dc
分别为交流子系统和直流子系统节点数；P
i
(t)和Q
i
(t)分别为t时刻节点i的有功出力功率值和无功出力功率值。3.根据权利要求2所述的储能容量配置方法，其特征在于，步骤S2中，设定储能系统向电网输出功率为正方向，充电放电功率约束如式(3)、(4)和(5)所示：
‑
P
max,i
≤P
i
(t)≤P
max,i
ꢀꢀ
(4)；
‑
Q
max,i
≤Q
i
(t)≤Q
max,i
ꢀꢀ
(5)；式中，P
i
(t)为第i个节点在t时刻的有功出力功率值，当储能放电时为正，充电时为负；Q
i
(t)为第i个节点在t时刻的无功出力功率值；S
Ei
、P
max,i
和Q
max,i
分别为储能系统换流器的接入功率容量、有...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱力，任睿，韩勇，葛峻，张军，刘恩红，徐玫艳，张鹏超，廖仁贵，郑伟，
申请(专利权)人：国网湖北省电力有限公司襄阳供电公司，
类型：发明
国别省市：