电池储能和需求侧响应的交直流混合配电网动态重构方法技术

本发明专利技术提供了电池储能和需求侧响应的交直流混合配电网动态重构方法，通过对充放电功率的运行区域进行采样，在凸包络的采样点集合中将非理想状态下的电池储能模型重构为线性模型，在此基础上，分别建立基于累积吞吐电量和放电深度的循环老化成本模型，构建了综合成本最小化的交直流混合配电网重构模型，并采用混合整数二阶锥规划方法求解；实现了降低综合运行成本的功能。本发明专利技术考虑电池储能的循环老化成本、需求侧响应，电池储能的充放电过程直接影响其循环老化，避免了理想状态下的电池模型的弊端，有利于嵌入到交直流配电网重构模型中。中。中。

【技术实现步骤摘要】
电池储能和需求侧响应的交直流混合配电网动态重构方法


[0001]本专利技术属于配电网重构
，具体涉及电池储能和需求侧响应的交直流混合配电网动态重构方法。

技术介绍

[0002]配电网重构是通过切换联络开关和分段开关的状态来改变网络的拓扑结构，从而实现降低网损、提高供电可靠性等目标。近年来，随着分布式光伏、电池储能的大量并网，交直流互联形态、负荷需求侧响应的快速发展，交直流混合配电网的重构技术面临着不少挑战。
[0003]综合已有的交直流混合配电网重构的研究，虽然将分布式电源(源)、负荷需求侧响应(荷)、电池储能(储)三类模型嵌入到了交直流混合配电网重构模型中，但缺少同时考虑分布式电源(源)、负荷需求侧响应(荷)、电池储能(储)的交直流混合配电网重构研究；其次，交直流混合配电网重构模型采用的电池储能模型是一种理想状态下的运行模型，未考虑电池储能内在的电化学运行机理，并且未考虑循环老化成本。
[0004]现有的电池储能模型均是在理想状态下的运行模型，认为电池的充放电效率为固定值，这与电池单元本体的非线性等效电路模型相违背，为此本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.电池储能和需求侧响应的交直流混合配电网动态重构方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：对充放电功率的运行区域进行采样，在凸包络的采样点集合中将非理想状态下的电池储能模型重构为线性模型；S2：构建交直流配电网动态重构模型，将步骤S1构建的电池储能模型与潮流模型进行耦合；S3：采用混合整数二阶锥规划方法，利用Matlab工具箱的Yalmip进行建模，并调用商业求解器进行求解。2.根据权利要求1所述的电池储能和需求侧响应的交直流混合配电网动态重构方法，其特征在于：所述的步骤S1中，具体步骤为：S11：从电池内部的充放电过程中，将充放电功率的上下限与充放电电流、电池的输入功率P
in
、电池的输出功率P
out
建立关系，建立非理想状态下的电池储能线性化模型；S12：建立电池储能循环老化成本模型。3.根据权利要求2所述的电池储能和需求侧响应的交直流混合配电网动态重构方法，其特征在于：所述的步骤S11中，具体步骤为：S111：根据电池的放电功率P
dis
和S
SOC
获得电池的输出功率P
out
，根据电池的充电功率P
ch
和S
SOC
获得电池的输入功率P
in
；S112：通过采样点的线性组合拟合电池的输出功率P
out
；采样j个样本构建多面体包络线，每一个样本组用表示；通过采样点的线性组合来拟合电池的输入功率P
in
，采样k个样本构建多面体包络线，每一个样本组用表示；以黑点表示采样点，由点之间的连接线表示连接采样点的凸包络，实心区域表示基于实际非线性方程的计算值；S113：通过建立电池的输入功率P
in
、电池的输出功率P
out
与充放电功率的关系，得到非理想状态下的电池储能线性化模型：理想状态下的电池储能线性化模型：理想状态下的电池储能线性化模型：理想状态下的电池储能线性化模型：理想状态下的电池储能线性化模型：设分别表示t时刻节点i处电池储能的输入功率和输出功率；由充放电采样点形成的凸包定义电池储能的运行区域：放电曲线的放电样本数据用来定义放电期间变量的可行域，充电曲线的充电样本数据用来定义充电期间
变量的可行域；则将变量看成电池储能采样样本的线性组合；上式是电池储能状态约束，由电池的充电状态样本与放电状态样本组合而成；在不引入0
‑
1变量识别电池储能的充放电状态的情况下引入附加条件：每个采样集必须至少有两个采样点为[0,0,0]和[0,1,0]，分别代表电池未激活，但已完全放电或完全充电的情况；个采样点为[0,0,0]和[0,1,0]，分别代表电池未激活，但已完全放电或完全充电的情况；上式是充放电关联约束，其中x
j,t
和y
k,t
是与充放电样本数据相关联的变量。4.根据权利要求3所述的电池储能和需求侧响应的交直流混合配电网动态重构方法，其特征在于：所述的步骤S12中，具体步骤为：S121：设q表示电池储能容量损失的百分数，B1和B2为实验数据拟合得到的指数因子，I
C
表示电池充电率，即电池充放电时电流与电池容量的比率；则基于累积吞吐电量的循环老化成本模型为：设C
B,0
为电池储能的初始投资成本，η为电池储能寿命终止时的容量百分比；则电池储能循环老化成本C
BESS
为：S122：对于给定放电深度的周期循环寿命，循环老化成本模型为：设ρ
t
表示在循环中的特定放电深度所对应的寿命损失百分比，ρ
t
＝1/Φ(D
DOD
)，则每个时间步长的循环老化成本为：只有当下一个时间步长电池储能放电时，ρ
t
大于ρ
t
‑1；当D
DOD
增加时，电池储能寿命的损失增加；每个放电半周期都增加老化成本，而在充电半周期的老化成本为0；设ξ
tp
表示与和ρ
t
有关的权重因子，A是SOS2给出的邻接矩阵，b
tp
是保证SOS2属性的附加二进制变量，采用SOS2进行分段线性化表述放电深度和和寿命损失百分比的拟合函数：数：
5.根据权利要求1所述的电池储能和需求侧响应的交直流混合配电网动态重构方法，其特征在于：所述的步骤S2中，设C表示配电网重构的综合成本函数；L表示配电网的所有支路集合；T表示配电网重构的时间集合；表示分布式光伏接入的节点集合；α
l,t
为0
‑
1变量，表示交直流配电网中支路l在t时刻的开断状况，等于0表示断开，等于1表示闭合；P
ij,t
、P
ji,t
分别表示配电网中支路ij在t时刻的由节点i流向节点j的有功功率和由节点j流向节点i的有功功率；表示节点i在t时刻分布式光伏的可利用功率，表示节点i在t时刻分布式光伏实际注入的有功功率，c
loss
、c
s
、c
PV
分别表示网损成本系数、开关动作成本系数、弃光成本系数；则考虑包括网损成本、开关动作成本、弃光成本、电池储能循环老化成本的综合成本最小化的交直流配电网重构目标为：6.根据权利要求5所述的电池储能和需求侧响应的交直...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖小兵，秦龙庆，周自强，李自成，王后能，曾丽，熊涛，
申请(专利权)人：武汉工程大学，
类型：发明
国别省市：