一种5G基站储能参与的配电网优化调度模型制造技术

本发明专利技术公开了一种5G基站储能参与的配电网优化调度模型，首先建立考虑5G基站储能电池参与配电网协同调度的优化模型，通过统一调度系统内5G基站闲置储能资源，平抑风、光出力波动，降低网络损耗，最后对基于二阶锥松弛的动态最优潮流模型进行求解，得到将5G基站储能纳入配电网统一调度是提高系统内的可再生能源消纳水平，降低网络损耗，降低5G基站用电成本的最佳调度方式。本发明专利技术能够全局考虑配电网经济性最好与储能补贴最低，全时段提高了新能源消纳率，5G基站依靠其闲置储能资源参与电网调度赚取补贴使得基站用能经济性显著提高。度赚取补贴使得基站用能经济性显著提高。度赚取补贴使得基站用能经济性显著提高。

【技术实现步骤摘要】
一种5G基站储能参与的配电网优化调度模型


[0001]本专利技术涉及配电网优化调度
，特别是涉及一种5G基站储能参与的配电网优化调度模型。

技术介绍

[0002]5G基站作为连接5G终端用户与有线网络的关键环节，是5G通信技术推广应用的重要组成部分，但5G基站具有单站功率高、部署密度大的特点，其大规模接入后对配电网运行的安全稳定性和经济性会造成一定的影响。
[0003]储能作为电力系统中削峰填谷，平抑风光波动的重要的灵活性资源，可以提高电力系统运行的经济性和安全稳定性，但现有储能系统的投资建设成本高昂，而通信基站为保障市电故障时的正常通信，均配有储能系统作为后备电源。
[0004]基于以上缺陷和不足，有必要对现有的技术予以改进，设计出一种5G基站储能参与的配电网优化调度模型。

技术实现思路

[0005]本专利技术主要解决的技术问题是提供一种5G基站储能参与的配电网优化调度模型，能够全局考虑配电网经济性最好与储能补贴最低，全时段提高了新能源消纳率，5G基站依靠其闲置储能资源参与电网调度赚取补贴使得基站用能经济性显著提高。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种5G基站储能参与的配电网优化调度模型，本专利技术首先建立考虑5G基站储能电池参与配电网协同调度的优化模型，通过统一调度系统内5G基站闲置储能资源，平抑风、光出力波动，降低网络损耗，最后对基于二阶锥松弛的配电网动态最优潮流模型进行求解，得到将5G基站储能纳入配电网统一调度是提高系统内的可再生能源消纳水平，降低网络损耗，降低5G基站用电成本的最佳调度方式；
[0007]所述协同调度优化模型包括：以综合运行成本最小为目标，优化5G基站储能充放电及风机光伏发电单元出力，综合考虑5G基站功率平衡约束、基站储能电池容量及充放电功率约束、风机光伏出力约束、节点电压约束，线路电流约束，主变容量约束等，其中：为5G基站功率平衡约束建立了5G基站储能的动态可调度容量模型。
[0008]优选的是所述动态可调度容量模型包括：5G基站储能容量配置、5G基站供电可靠性模型、5G基站储能可调度容量模型和5G基站储能电池损耗模型，其中：
[0009]所述5G基站储能容量配置是指：5G基站储能系统蓄电池组容量计算简化公式为式中：E
bat
为蓄电池容量，kWh；K为安全系数，取1.25；为基站主设备工作最大功率，建设过程中取为3.6kW；为基站传输监控设备最大功率，取0.5kW；T1基站主设备后备供电时长(h)，通常为3小时；T2基站传输监控设备后备供电时长(h)，通常为10小时；η放电容量系数，η1取0.75，η2取0.8；
[0010]所述5G基站供电可靠性模型是指：5G基站不同时刻对于储能电池备用容量的需求为式中：E
bat,rel
为t时刻5G基站储能电池最小备用容量，kWh；t
MAIN,re
l为基站主设备最小备用供电时间，h；t
PTN,re
l为基站传输监控设备最小备用供电时间，h；基站储能容量配置时的基站储能电池后备供电时间与当地配电网可靠性指标，可以得到关于主设备与传输监控设备的最小备用供电时间为：
[0011]式中：t
f
为5G基站所接入的配电网年平均停电总时间，h；
[0012]所述5G基站储能可调度容量模型是指：在t时刻该基站可供调用的储能容量为E
bat,ava
(t)＝E
bat,total
‑
E
bat,rel
(t)式中：E
bat,ava
(t)为5G基站储能电池t时刻可调度容量，kWh；E
bat,total
为5G基站储能电池总容量，kWh；
[0013]所述5G基站储能电池损耗模型是指：损耗成本和储能系统初始投资公式为I
bat
＝αE
bat
，式中：C
bat
为日储能电池损耗成本，万元；I
bat
为储能系统初始投资，万元；α为储能电池造价，万元/kWh；E
bat
为储能电池的配置容量，kWh；N
T
为调度日内的储能电池放电循环次数。
[0014]优选的是，所述5G基站储能充放电及风机光伏发电单元最优出力通过以下方式得到：
[0015]S1、以IEEE33节点系统构建仿真模型；
[0016]S2、系统中主变额定容量为8MVA，节点18、33各接入一台风力发电机，节点12、25各接入一组光伏系统；
[0017]S3、各节点类型及5G基站接入数量按照表《IEEE33节点系统每一节点接入的5G基站数量》确定；
[0018]表1IEEE33节点系统每一节点接入的5G基站数量
[0019][0020][0021]S4、根据《5G基站建设标准》设置每座5G基站储能电池容量总共86kWh，单个5G基站标准充电功率为40kW，最大持续放电功率为60kW，充放电效率为0.9；基站供电采用商业峰谷电价，配电网的供电可靠率为99.99％，基站储能参与电网统筹调度补偿为0.25元/kWh；
[0022]S5、然后利用基于二阶锥松弛的配电网动态最优潮流模型对该系统进行优化潮流计算得到5G基站储能充放电及风机光伏发电单元最优出力。
[0023]优选的是，所述基于二阶锥松弛的配电网动态最优潮流模型是指：以含有5G基站储能的配电网调度成本为目标函数即min F＝R
Loss
+R
5G
+R
DG
，式中：R
Loss
为配电网网络损耗成本，元；R
5G
为售电公司向5G通信运营商支付的基站储能参与电网调度的补贴成本，元；R
DG
为弃风弃光的惩罚成本，其约束条件包括：
[0024]1)5G基站运行约束其中：分别为接入节点i的所有5G基站与配电网最大/小交换功率，kW；为t时刻接入节点i的所有5G基站与配电网交换功率，kW；
[0025]2)5G基站购售电情况约束其中：为t时刻接入节点i的第n座5G基站向配电网的购电功率，kW；为t时刻接入节点i的第n座5G基站向配电网的售电功率，kW；a,b为一组布尔型逻辑变量(取值为0或1，且不能同时为1)；
[0026]3)5G基站储能电池充放电功率约束：5G基站电力电子换流器的限制以及储能电池本身的限制，储能电池各时刻的出力不能超过功率的上下限，同时防止储能电池充电和放电同时出现的逻辑混乱情况，其充放电的功率约束如下：电同时出现的逻辑混乱情况，其充放电的功率约束如下：式中：P
bat,max
为接入节点i的第n座5G基站的储能电池的最大出力功率，kW；P
bat,min
为接入节点i的第n座5G基站的储能电池的最小出力功率，kW；为t时刻接入节点i的第n座5G基站储能电池充电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种5G基站储能参与的配电网优化调度模型，其特征在于：建立考虑5G基站储能电池参与配电网协同调度的优化模型，通过统一调度系统内5G基站闲置储能资源，平抑风、光出力波动，降低网络损耗，最后对基于二阶锥松弛的配电网动态最优潮流模型进行求解，得到将5G基站储能纳入配电网统一调度是提高系统内的可再生能源消纳水平，降低网络损耗，降低5G基站用电成本的最佳调度方式；所述协同调度优化模型包括：以综合运行成本最小为目标，优化5G基站储能充放电及风机光伏发电单元出力，综合考虑5G基站功率平衡约束、基站储能电池容量及充放电功率约束、风机光伏出力约束、节点电压约束、线路电流约束和主变容量约束等，其中：为5G基站功率平衡约束建立了5G基站储能的动态可调度容量模型。2.根据权利要求1所述一种5G基站储能参与的配电网优化调度模型，其特征在于：所述动态可调度容量模型包括：5G基站储能容量配置、5G基站供电可靠性模型、5G基站储能可调度容量模型和5G基站储能电池损耗模型；其中：所述5G基站储能容量配置是指：5G基站储能系统蓄电池组容量计算简化公式为：式中：E
bat
为蓄电池容量，kWh；K为安全系数，取1.25；为基站主设备工作最大功率，建设过程中取为3.6kW；为基站传输监控设备最大功率，取0.5kW；T1基站主设备后备供电时长(h)，通常为3小时；T2基站传输监控设备后备供电时长(h)，通常为10小时；η放电容量系数，η1取0.75，η2取0.8；所述5G基站供电可靠性模型是指：5G基站不同时刻对于储能电池备用容量的需求为式中：E
bat,rel
为t时刻5G基站储能电池最小备用容量，kWh；t
MAIN,rel
为基站主设备最小备用供电时间，h；t
PTN,rel
为基站传输监控设备最小备用供电时间，h；基站储能容量配置时的基站储能电池后备供电时间与当地配电网可靠性指标，可以得到关于主设备与传输监控设备的最小备用供电时间为：性指标，可以得到关于主设备与传输监控设备的最小备用供电时间为：式中：t
f
为5G基站所接入的配电网年平均停电总时间，h；所述5G基站储能可调度容量模型是指：在t时刻该基站可供调用的储能容量为E
bat,ava
(t)＝E
bat,total
‑
E
bat,rel
(t)式中：E
bat,ava
(t)为5G基站储能电池t时刻可调度容量，kWh；E
bat,total
为5G基站储能电池总容量，kWh；所述5G基站储能电池损耗模型是指：损耗成本和储能系统初始投资公式为I
bat
＝αE
bat
，式中：C
bat
为日储能电池损耗成本，万元；I
bat
为储能系统初始投资，万元；α为储能电池造价，万元/kWh；E
bat
为储能电池的配置容量，kWh；N
T
为调度日内的储能电池放电循环次数。3.根据权利要求1所述一种5G基站储能参与的配电网优化调度模型，其特征在于：所述5G基站储能充放电及风机光伏发电单元最优出力通过以下方式得到：S1、以IEEE33节点系统构建仿真模型；
S2、系统中主变额定容量为8MVA，节点18、33各接入一台风力发电机，节点12、25各接入一组光伏系统；S3、各节点类型及5G基站接入数量按照表1《IEEE33节点系统每一节点接入的5G基站数量》确定；S4、根据《5G基站建设标准》设置每座5G基站储能电...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊双，胡炎，王曦炜，蒋龙，
申请(专利权)人：零代码智能科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：