一种电力系统混合储能优化配置方法、介质及系统技术方案

本发明专利技术公开一种电力系统混合储能优化配置方法、介质及系统，包括：采用枚举法生成每一场景下IEEE节点系统的不同故障状态；计算每一场景下IEEE节点系统的每一故障状态的每一故障元件的风险分摊部分的值；基于每一场景下IEEE节点系统的每一故障状态的每一故障元件的风险分摊部分的值，识别每一场景下的薄弱元件，得到对应的IEEE节点系统的恶劣故障场景；基于IEEE节点系统的恶劣故障场景，建立IEEE节点系统的混合储能优化模型和约束条件；在约束条件的约束下，求解混合储能优化模型，得到IEEE节点系统的每个节点配置的蓄电池、超级电容的额定容量、额定功率和充放电功率。本发明专利技术兼顾经济性并提升系统实际运行的可靠性。兼顾经济性并提升系统实际运行的可靠性。兼顾经济性并提升系统实际运行的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种电力系统混合储能优化配置方法、介质及系统


[0001]本专利技术涉及电力系统
，尤其涉及一种电力系统混合储能优化配置方法、介质及系统。

技术介绍

[0002]据统计， 2021年全国可再生能源发电量达2.48万亿千瓦时，占社会总用电量的 29.8％。然而，可再生能源出力具有不确定性和波动性，出力日内波动幅度最高可达80％
‑
100％，峰谷特性鲜明，可再生能源的大规模并网将给电力系统的安全稳定运行造成极大威胁。为了保证供需平衡，弃风、弃光事件时有发生，造成了巨大的资源浪费和经济损失。因此，亟须探索行之有效的方法来缓减可再生能源消纳难题。
[0003]储能作为一种高效的能量存储设备，其可以通过电能的存储和释放，维持电力系统的供需平衡，促进可再生能源并网，有效缓解这一难题。现有的储能技术，根据充放电性能特征分为能量型和功率型两大类。但现有的单一储能无法从技术特性和经济成本上覆盖所有的应用场合。混合储能系统的组合模式灵活多样，应用研究也十分火热。在平抑新能源出力波动方面，现有研究分别提出了锂电池<br/>‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力系统混合储能优化配置方法，其特征在于，包括：采用枚举法生成每一场景下IEEE节点系统的不同故障状态，其中，所述故障状态为至少一元件故障并且故障的元件数量不超过三个；计算每一场景下所述IEEE节点系统的每一故障状态的每一故障元件的风险分摊部分的值；基于每一场景下所述IEEE节点系统的每一故障状态的每一故障元件的风险分摊部分的值，识别每一场景下的薄弱元件，得到对应的所述IEEE节点系统的恶劣故障场景；基于所述IEEE节点系统的恶劣故障场景，建立所述IEEE节点系统的混合储能优化模型和约束条件；在所述约束条件的约束下，求解所述混合储能优化模型，得到所述IEEE节点系统的每个节点配置的蓄电池的额定容量、额定功率和充放电功率，以及，超级电容的额定容量、额定功率和充放电功率。2.根据权利要求1所述的电力系统混合储能优化配置方法，其特征在于，所述混合储能优化模型包括：minC＝C
shed
+C
HESS
；其中，C表示总成本，C
shed
表示缺负荷惩罚，C
HESS
表示混合储能综合成本；其中，其中，表示恶劣故障场景ω中节点i单位失负荷量惩罚，表示恶劣故障场景ω中节点i在时刻t时的失负荷量，C
sc
表示超级电容的综合成本，C
sd
表示蓄电池的综合成本；其中，C
sc1
表示超级电容的建设成本，C
sc2
表示所有恶劣故障场景下超级电容的运维成本之和，C
sd1
表示蓄电池的建设成本，C
sd2
表示所有恶劣故障场景下蓄电池的运维成本之和；其中，k
sc1
表示超级电容的单位功率建设成本，k
sc2
表示超级电容的单位容量建设成本，k
sc3
表示超级电容的单位功率运维成本，k
sc4
表示超级电容的单位容量运维成本，P
sc,i
表示节点i的超级电容的额定功率，E
sc,i
表示节点i的超级电容的额定容量；其中，k
sd1
表示蓄电池的单位功率建设成本，k
sd2
表示蓄电池的单位容量建设成本，k
sd3
表示蓄电池的单位功率运维成本，k
sd4
表示蓄电池的单位容量运维成本，P
sd,i
表示节点i的蓄电池的额定功率，E
sd,i
表示节点i的蓄电池的额定
容量。3.根据权利要求2所述的电力系统混合储能优化配置方法，其特征在于，所述约束条件包括：(1)节点平衡约束：其中，Λ表示IEEE节点系统的所有节点集合，ω∈Ω，Ω表示所有恶劣故障场景集合，t∈T，T表示所有时刻集合，表示连接节点i、j的电力线路在恶劣故障场景ω时刻t时的传输功率，表示连接在节点i的火电机组在恶劣故障场景ω时刻t时的出力，表示连接在节点i的光伏机组在恶劣故障场景ω时刻t时的出力，表示连接在节点i的风电机组在恶劣故障场景ω时刻t时的出力，D
ω,m,t
表示连接在节点i的超级电容m在恶劣故障场景ω时刻t时的放电功率，Q
ω,m,t
表示连接在节点i的超级电容m在恶劣故障场景ω时刻t时的充电功率，D
ω,n,t
表示连接在节点i的蓄电池n在恶劣故障场景ω时刻t时的放电功率，Q
ω,n,t
表示连接在节点i的蓄电池n在恶劣故障场景ω时刻t时的充电功率，表示节点i在恶劣故障场景ω时刻t时的负荷大小，表示节点i在恶劣故障场景ω时刻t时的削负荷量，表示连接在节点i处的火电机组的集合，表示连接在节点i处的光伏机组的集合，表示连接在节点i处的风电机组的集合，表示连接在节点i处的超级电容的集合，表示连接在节点i处的蓄电池的集合；(2)火电机组的出力上下限约束：其中，表示火电机组的出力下限，表示火电机组的出力上限；(3)削负荷量约束：其中，ω∈Ω，t∈T；(4)直流潮流方程约束：其中，ω∈Ω，t∈T，B
i,j
表示线路l
ij
的电纳参数，θ
ω,i,t
表示节点i在恶劣故障场景ω时刻t时的相角，θ
ω,j,t
表示节点j在恶劣故障场景ω时刻t时的相角；(5)电力线路传输功率上下限约束：
其中，ω∈Ω，t∈T，表示连接节点i、j的电力线路在恶劣故障场景ω时刻t时的传输功率上限；(6)节点相角约束：
‑
π/6≤θ
ω,i,t
≤π/6；(7)储能建造的数量约束：其中，y
sc,i
表示在节点i是否建造超级电容，k
sc
表示超级电容建造数量的上限，y
sd,i
表示在节点i是否建造蓄电池，k
sd
表示蓄电池建造数量的上限；(8)储能荷电状态约束：其中，E

【专利技术属性】
技术研发人员：丁茂生，衣立东，李旭涛，李宏强，胡博，马鑫，李春燕，薛飞，邵常政，周雷，杨慧彪，顾雨嘉，张汉花，周杨涵，顾文波，任勇，唐瞻文，吴玫蓉，徐钽，
申请(专利权)人：重庆大学国网宁夏电力有限公司，
类型：发明
国别省市：