一种电网储能优化配置方法、装置和计算机设备制造方法及图纸

本申请涉及电力系统优化技术领域，特别是涉及一种电网储能优化配置方法、装置和计算机设备。一种电网储能优化配置法，通过根据馈线首端电压、新能源有功输出和新能源无功输出，得到待接入新能源电力系统的压差变化量；根据标称电压的压差范围和压差变化量，判断待接入新能源电力系统的调节需求；根据调节需求、总成本和约束条件，建立电网储能优化配置模型；根据电网储能优化配置模型、水资源与最高电压和设备反向负载率，得到安装位置与配置容量完成优化配置。本申请充分考虑储能配置对系统供电总成本的影响，充分考虑了运行层面的约束以及储能的充放电控制策略。解决了新能源规模化接入引起的电网电压越限和设备过载问题。接入引起的电网电压越限和设备过载问题。接入引起的电网电压越限和设备过载问题。

【技术实现步骤摘要】
一种电网储能优化配置方法、装置和计算机设备


[0001]本申请涉及电力系统优化
，特别是涉及一种电网储能优化配置方法、装置和计算机设备。

技术介绍

[0002]近年来，我国新能源实现跨越式发展，截至2023年第一季度，全国风电累计装机达到3.76亿千瓦。其中，陆上风电3.45亿千瓦，海上风电3089万千瓦，光伏发电装机容量达到4.25亿千瓦，其中，集中式光伏2.49亿千瓦，分布式光伏1.76亿千瓦。由于新能源出力具有随机性、波动性和间歇性，大规模新能源接入后对电网安全运行带来一定影响。其中，高比例分布式新能源接入将会导致配电网双向潮流，可能带来电压控制问题和线路反向负载过高问题。
[0003]储能系统具备灵活的功率调节能力，可以有效缓解新能源接入后的节点电压升高和设备过载问题。国内外针对适应新能源规模化接入的储能优化配置和控制均已开展了相关研究，但相关研究大多只是从理论的角度去分析问题，未充分考虑新能源规模化接入带来的问题。在储能充放电策略中，未同时考虑储能的容量配置容量带来的相关问题，以及相关系统供电成本问题。因此，需要结合新能源规模化接入带来的影响实际，深入研究多形式储能配置方案。
[0004]因此，如何根据新能源规模化接入进行多形式储能配置，是本领域技术人员丞待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种电网储能优化配置方法、装置和计算机设备。
[0006]第一方面，本申请提供了一种电网储能优化配置方法，包括：
[0007]根据馈线首端电压、新能源有功输出和新能源无功输出，得到待接入新能源电力系统的压差变化量；
[0008]根据标称电压的压差范围和压差变化量，判断待接入新能源电力系统的调节需求；
[0009]根据调节需求、总成本和约束条件，建立电网储能优化配置模型；
[0010]根据电网储能优化配置模型、水资源与最高电压和设备反向负载率，得到安装位置与配置容量完成优化配置。
[0011]在其中一个实施例中，根据馈线首端电压、新能源有功输出和新能源无功输出，得到待接入新能源电力系统的压差变化量，包括：
[0012][0013]式中，V0为馈线首端电压；P
re
为新能源有功输出；Q
re
为新能源无功输出；r为单位长
度电阻；x为单位长度电抗。
[0014]在其中一个实施例中，根据标称电压压差范围和压差变化量，判断待接入新能源电力系统的调节需求，包括：
[0015]35kV及以上供电电压正、负偏差绝对值之和小于等于标称电压的10％；
[0016]20kV及以下三相供电电压偏差为标称电压的+7％～
‑
7％；
[0017]220V单相供电电压偏差为标称电压的电力用户为额定电压的+7％，
‑
10％。
[0018]在其中一个实施例中，根据调节需求、总成本和约束条件，建立电网储能优化配置模型，包括：
[0019]总成本计算公式为：
[0020]C
all
＝C
es
+C
om
+C
loss
+C
cur
；
[0021]式中，C
all
为各种技术措施的总成本；C
es
为储能初投资成本；C
om
为储能运维成本；C
loss
为网络损耗；C
cur
为弃电成本。
[0022]在其中一个实施例中，根据调节需求、总成本和约束条件，建立电网储能优化配置模型，包括：
[0023]储能初投资成本计算公式为：
[0024][0025]式中，P
i
为储能i的容量；为储能i的单位装机容量成本；γ为折现率；LT为设备寿命；n为储能的数量；
[0026]维护成本计算公式为：
[0027][0028]式中，为储能i的年度维护成本系数，即年度维护成本与项目投资成本的比例；
[0029]网络损耗成本计算公式为：
[0030][0031]式中，r
i
为第i条线路的单位长度阻抗；l
i
为第i条线路的单位长度阻抗；U
i,t
为第i条线路在t时刻的电压；P
i,t
为t时刻流过第i条线路的有功；Q
i,t
为t时刻流过第i条线路的无功；C
Eloss
为单位损耗电量的价值；
[0032]弃电成本计算公式为：
[0033][0034]式中，E
i,t
为t时刻分布式光伏发电i的限电量；C
Ecur
为单位限电量的价值；x为新能源发电数量。
[0035]在其中一个实施例中，根据调节需求、总成本和约束条件，建立电网储能优化配置模型，包括：
[0036]约束条件为电力系统潮流平衡约束、节点电压约束、设备运行约束，其中，电力系统潮流平衡约束公式为：
[0037][0038][0039]式中，PGi、QGi为分别为节点i分布式电源的有功出力和无功出力；PLi、QLi为分别为节点i的有功和无功负荷；V
i
、V
j
为分别为节点i、j的电压幅值；Ns为节点集合；G
ij
、B
ij
为分别节点i、j之间的导纳系数；θ
ij
为节点i、j的电压相位差；
[0040]节点电压约束公式为：
[0041]V
i,min
≤V
i
≤V
i,max
；
[0042]式中，V
i,max
为允许的节点i最大电压；V
i,min
为允许的节点i最小电压；
[0043]设备运行约束公式为：
[0044]‑
0.8
·
P
ij,max
≤P
ij
≤P
ij,max
；
[0045]式中，P
ij,max
为线路ij流过的有功上限值，按照线路实际参数作为约束；
[0046][0047]式中，S
Ti,max
为变压器i允许的最大运行功率。
[0048]在其中一个实施例中，根据电网储能优化配置模型、水资源与最高电压和设备反向负载率，得到安装位置与配置容量完成优化配置，包括：
[0049][0050]式中：a
G
为所有发电机的节点集合；a
L
为全部负荷的节点集合；L
j
为第j个负荷节点的局部指标；V
i
为第i个发电机节点的复电压；V
j
为第j个负荷节点的复电压；F
ji
为负荷参与因子。
[0051]第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电网储能优化配置方法，其特征在于，所述电网储能优化配置方法包括：根据馈线首端电压、新能源有功输出和新能源无功输出，得到待接入新能源电力系统的压差变化量；根据标称电压的压差范围和所述压差变化量，判断所述待接入新能源电力系统的调节需求；根据所述调节需求、总成本和约束条件，建立电网储能优化配置模型；根据所述电网储能优化配置模型、水资源与最高电压和设备反向负载率，得到安装位置与配置容量完成优化配置。2.根据权利要求1所述的电网储能优化配置方法，其特征在于，所述根据馈线首端电压、新能源有功输出和新能源无功输出，得到待接入新能源电力系统的压差变化量，包括：式中，V0为馈线首端电压；P
re
为新能源有功输出；Q
re
为新能源无功输出；r为单位长度电阻；x为单位长度电抗。3.根据权利要求1所述的电网储能优化配置方法，其特征在于，所述根据标称电压压差范围和所述压差变化量，判断所述待接入新能源电力系统的调节需求，包括：35kV及以上供电电压正、负偏差绝对值之和小于等于所述标称电压的10％；20kV及以下三相供电电压偏差为所述标称电压的+7％～
‑
7％；220V单相供电电压偏差为所述标称电压的电力用户为额定电压的+7％，
‑
10％。4.根据权利要求1所述的电网储能优化配置方法，其特征在于，所述根据所述调节需求、总成本和约束条件，建立电网储能优化配置模型，包括：所述总成本计算公式为：C
all
＝C
es
+C
om
+C
loss
+C
cur
；式中，C
all
为各种技术措施的所述总成本；C
es
为储能初投资成本；C
om
为储能运维成本；C
loss
为网络损耗；C
cur
为弃电成本。5.根据权利要求4所述的电网储能优化配置方法，其特征在于，所述根据所述调节需求、总成本和约束条件，建立电网储能优化配置模型，包括：所述储能初投资成本计算公式为：式中，P
i
为储能i的容量；为储能i的单位装机容量成本；γ为折现率；LT为设备寿命；n为储能的数量；所述维护成本计算公式为：式中，为储能i的年度维护成本系数，即年度维护成本与项目投资成本的比例；所述网络损耗成本计算公式为：
式中，r
i
为第i条线路的单位长度阻抗；l
i
为第i条线路的单位长度阻抗；U
i,t
为第i条线路在t时刻的电压；P
i,t
为t时刻流过第i条线路的有功；Q
i,t
为t时刻流过第i条线路的无功；C
Eloss
为单位损耗电量的价值；所述弃电成本计算公式为：式中，E
i,t
为t时刻分布式光伏发电i的限电量；C
Ec...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄碧斌，冯凯辉，胡静，徐加银，闫湖，王绪利，李娜娜，孟子涵，李琼慧，王彩霞，沈玉明，江桂芬，洪博文，时智勇，陈宁，
申请(专利权)人：国网安徽省电力有限公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：