一种多种储能协同接入下配电网运行优化方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种多种储能协同接入下配电网运行优化方法及系统，属于配电网优化调度领域，方法包括：获取配电网历史运行数据及调峰需求；配电网历史运行数据包括负荷历史数据

【技术实现步骤摘要】
一种多种储能协同接入下配电网运行优化方法及系统


[0001]本专利技术涉及配电网优化调度领域，特别是涉及一种多种储能协同接入下配电网运行优化方法及系统
。

技术介绍

[0002]随着双碳目标的提出，大力发展新能源将是未来能源发展的主线，新能源装机容量的快速增长，高渗透率分布式电源接入对电网的运行
、
检修及可靠性产生了较大的影响
。
由于高渗透率分布式能源带来的不确定性
、
双向潮流等会导致供电可靠性降低
、
配电网运行经济性和安全性降低
。
[0003]目前储能技术的发展十分迅速，根据储能介质分类可分为电化学储能
、
热储能
、
机械储能和化学储能等等
。
多种储能方式快速发展，投资运行成本都得到了大幅的降低，因此将多种储能应用于配电网不仅可以促进可再生能源的消纳，还能使电网供电可靠性得到提升
。
因此对多种储能协同接入的配电网进行运行优化可以充分发挥储能所起的作用，尽可能提高配电网运行时的电能质量，保障供电的可靠性
。
[0004]为了更好地实现多种储能接入配电网，需要对储能系统的密度进行合理的调配，科学调度配电网各方面出力，保障混合储能系统的稳定运行
。
对于含多种储能的配电网优化，可以根据已有的节点模型进行改进，选取最佳接入位置，分时调节储能充放电
。
但含多种储能协同接入的配电网调度存在一定难题，传统算法无法解决相应的非线性优化问题
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种多种储能协同接入下配电网运行优化方法及系统，可提高多种储能协同接入下配电网运行调峰的效率，使其能更好的响应电网需求的变化
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]一种多种储能协同接入下配电网运行优化方法，包括：
[0008]获取配电网历史运行数据及调峰需求；所述配电网历史运行数据包括负荷历史数据
、
配电网线路参数
、
节点输出功率
、
储能设备信息及环境因素；
[0009]根据所述配电网历史运行数据构建节点模型，以确定典型场景；
[0010]根据所述调峰需求，以储能设备总投资成本最小为目标，确定配电网中每种储能设备的充放电行为及容量；
[0011]基于所述典型场景
、
配电网中每种储能设备的充放电行为及容量，以配电网中节点总电压最小为目标，建立配电网电压优化模型；
[0012]求解所述配电网电压优化模型，得到多种储能协同下的配电网调度方案；所述配电网调度方案包括配电网中各节点处的实际电压
、
有功功率
、
无功功率
、
注入有功功率及注入无功功率
。
[0013]可选地，所述配电网线路参数包括配电网中各节点的连接关系
、
各节点的类型及线路的阻抗参数；
[0014]所述储能设备信息包括储能设备的数量
、
各储能设备的最大容量
、
各储能设备的充电效率
、
各储能设备的放电效率及各储能设备的使用成本；
[0015]所述环境因素包括天气
、
温度
、
湿度及日照时间
。
[0016]可选地，所述调峰需求为新能源入网对配电网的调峰需求；
[0017]在配电网供电充足且电价低于设定阈值时，储能设备充电，在配电网供电不足且电价高于设定阈值时，储能设备放电
。
[0018]可选地，采用以下公式计算储能设备总投资成本：
[0019][0020]其中，
C
为储能设备总投资成本，
Q
l
为第
l
种储能设备的容量，
W
kl
为第
l
种储能设备的单位容量成本系数，
γ
l
为第
l
种储能设备的折现率，
y
l
为第
l
种储能设备的寿命
。
[0021]可选地，所述配电网电压优化模型的目标函数为：
[0022][0023]其中，
δ
U
为配电网中节点总电压，
U
i
为节点
i
处的实际电压，
U
N
为节点额定电压
。
[0024]可选地，所述配电网电压优化模型的约束条件为：
[0025][0026][0027]SOC
ESS,min
≤SOC
ESS,t
≤SOC
ESS,max
；
[0028][0029][0030][0031]其中，储能设备在
t
时段的充电功率，为储能设备在
t
时段的放电功率，为储能设备的最大充电功率，为储能设备的最大放电功率，
SOC
ESS,t
为储能设备在
t
时段的电量，
SOC
ESS,min
为储能设备的最小电量，
SOC
ESS,max
为储能设备的最大电量，
σ
ESS,t
‑1为储能设备在
t
‑1时段的自放电率，为储能设备的充电效率，为储能设备的放电效率，
Δ
t
为
t
‑1时段到
t
时段的时间间隔，
C
ESS
为储能设备的容量，
P
i
节点
i
处的有功功率，
Q
i
为节点
i
处的无功功率，
P
Gi
节点
i
的注入有功功率，
Q
Gi
为节点
i
的注入无功功率，
P
Li
为负荷的有功功率，
Q
Li
为负荷的无功功率，
U
Li
为负荷的实际电压，
U
i
为节点
i
处的实际电压，
N
为配电网中节点的数量，
Y
为支路导纳
。
[0032]可选地，采用
PSO
优化算法对所述配电网电压优化模型求解
。
[0033]为实现上述目的，本专利技术还提供了如下方案：
[0034]一种多种储能协同接入下配电网运行优化系统，包括：
[0035]数据获取单元，用于获取配电网历史运行数据及调峰需求；所述配电网历史运行数据包括负荷历史数据
、
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种多种储能协同接入下配电网运行优化方法，其特征在于，所述多种储能协同接入下配电网运行优化方法包括：获取配电网历史运行数据及调峰需求；所述配电网历史运行数据包括负荷历史数据
、
配电网线路参数
、
节点输出功率
、
储能设备信息及环境因素；根据所述配电网历史运行数据构建节点模型，以确定典型场景；根据所述调峰需求，以储能设备总投资成本最小为目标，确定配电网中每种储能设备的充放电行为及容量；基于所述典型场景
、
配电网中每种储能设备的充放电行为及容量，以配电网中节点总电压最小为目标，建立配电网电压优化模型；求解所述配电网电压优化模型，得到多种储能协同下的配电网调度方案；所述配电网调度方案包括配电网中各节点处的实际电压
、
有功功率
、
无功功率
、
注入有功功率及注入无功功率
。2.
根据权利要求1所述的多种储能协同接入下配电网运行优化方法，其特征在于，所述配电网线路参数包括配电网中各节点的连接关系
、
各节点的类型及线路的阻抗参数；所述储能设备信息包括储能设备的数量
、
各储能设备的最大容量
、
各储能设备的充电效率
、
各储能设备的放电效率及各储能设备的使用成本；所述环境因素包括天气
、
温度
、
湿度及日照时间
。3.
根据权利要求1所述的多种储能协同接入下配电网运行优化方法，其特征在于，所述调峰需求为新能源入网对配电网的调峰需求；在配电网供电充足且电价低于设定阈值时，储能设备充电，在配电网供电不足且电价高于设定阈值时，储能设备放电
。4.
根据权利要求1所述的多种储能协同接入下配电网运行优化方法，其特征在于，采用以下公式计算储能设备总投资成本：其中，
C
为储能设备总投资成本，
Q
l
为第
l
种储能设备的容量，
W
kl
为第
l
种储能设备的单位容量成本系数，
γ
l
为第
l
种储能设备的折现率，
y
l
为第
l
种储能设备的寿命
。5.
根据权利要求1所述的多种储能协同接入下配电网运行优化方法，其特征在于，所述配电网电压优化模型的目标函数为：其中，
δ
U
为配电网中节点总电压，
U
i
为节点
i
处的实际电压，
U
N
为节点额定电压
。6.
根据权利要求1所述的多种储能协同接入下配电网运行优化方法，其特征在于，所述配电网电压优化模型的约束条件为：配电网电压优化模型的约束条件为：
SOC
ESS,min
≤SOC
ESS,t
≤SOC
ESS,...

【专利技术属性】
技术研发人员：边家瑜，周专，于志勇，吴高磊，余金，史晓超，刘海亮，朱子民，陈衡，侯朗博，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：