一种用于提高配电网综合韧性指标的储能优化配置策略制造技术

本发明专利技术公开了一种用于提高配电网综合韧性指标的储能优化配置策略，包括：充分考虑分布式光伏接入对配电网电能质量的影响，分别构建配电网的抵抗力指标

【技术实现步骤摘要】
一种用于提高配电网综合韧性指标的储能优化配置策略


[0001]本专利技术涉及配电网
，具体涉及一种用于提高配电网综合韧性指标的储能优化配置策略
。

技术介绍

[0002]在能源低碳转型的背景下，高比例新能源的大规模并网，导致配电网潮流由以往的负荷不确定性向源荷双重不确定性叠加转变，其中分布式能源在受气候等客观因素影响的同时，还会受用户主观需求的影响，导致整个配电网规划和运行的难度增大
。
配电网韧性主要反映配电网在遭受各种冲击事件时，在扰动发生前可以有效预测，在扰动发生时能减小冲击影响的范围以及造成的损失，在扰动后能够快速自愈的能力
。
然而随着分布式光伏发电系统在配电网中接入比例的不断上升，配电网中存在的电能质量问题在严重时仍然会造成电力设备的损坏以及重大经济损失，因此在针对配电网综合韧性的评估中计及电能质量的影响是至关重要的
。
而储能系统
(energy storage system
，
ESS)
以其支撑负荷不中断，有效平抑系统波动，改善系统电能质量的优点，逐渐在提升配电网韧性的研究中受到广泛关注
。
因此，综合考虑含大规模分布式光伏接入的配电网中用户受电能质量问题的影响程度，弥补提升配电网韧性的传统储能配置策略中对系统运行韧性考虑的不足，选择有效
、
经济的储能优化配置方案有着重要的理论和实践意义
。
[0003]目前针对提升配电网韧性的研究中多仅针对提升配电网的恢复韧性，有文献提取出了与储能配置相关的5种属性，并基于前景理论建立了以综合前景值最大为目标的储能优化配置模型，以提高配置储能的综合效用和电网韧性；也有文献建立了多源协同恢复的混合整数二阶锥规划模型，求解配电网韧性最优的负荷削减与电源出力方案；除此之外，有研究分别以配电网供电可靠性以及配电网综合运行成本最优为目标函数进行储能优化配置，以提高配电网的韧性与经济性
。
[0004]以上研究仅从配电网在小概率极端事件下的抗扰能力来体现系统韧性，然而大量的分布式光伏接入后会从2个方面影响配电网韧性：一是分布式光伏受极端气候的影响较大，使得配电网在灾变型大扰动下的抵抗力下降；二是分布式光伏的出力具有随机性和不确定性，使得电能质量问题在配电网中发生的频率进一步提高
。
目前已有大量研究针对配电网中存在的电能质量问题，通过储能优化配置为技术手段来改善配电网总谐波电流畸变率
、
电压偏差以及电压波动等指标，以改善配电网的经济性与供电质量
。
总的来说，现有研究只利用储能提高配电网恢复韧性或改善电能质量指标，未能全面反映计及电能质量影响后的配电网综合韧性指标的提升，使得在传统韧性指标评估结果较高的情况下仍然可能出现电能质量指标越限的问题，给用户侧电力设备造成危害
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种用于提高配电网综合韧性指标的储能优化配置策略，以解决传统评估方法并不能客观体现出含分布式光伏接入配电网的综合韧性指数的技术
问题
。
[0006]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
[0007]本专利技术提供一种用于提高配电网综合韧性指标的储能优化配置策略，所述用于提高配电网综合韧性指标的储能优化配置策略包括：
[0008]S1
：充分考虑分布式光伏接入对配电网电能质量的影响，构建抵抗力指标
、
恢复力指标以及适应力指标；
[0009]S2
：根据各指标的重要性
、
关联性和准确性，确定各指标的权重系数；
[0010]S3
：根据各指标的权重系数，构建配电网综合韧性评价体系；
[0011]S4
：对配电网实际采集的韧性相关数据进行分析测算，得到各指标的评分数据；
[0012]S5
：根据所述评分数据和所述配电网综合韧性评价体系，得到各指标累加后形成的韧性指数得分；
[0013]S6
：搭建储能优化配置模型，以韧性指数的得分最优以及总成本最低为目标函数进行储能优化配置，得到最大提高配电网综合韧性指标的储能优化配置方案
。
[0014]可选择地，所述抵抗力指标具有影响其的抵抗力韧性因子；
[0015]所述抵抗力韧性因子包括：线路重载率
f
11
、
配变重载率
f
12
、
电压波动
f
13
、
总谐波电流畸变率
f
14
以及电压偏差
f
15
；
[0016]所述线路重载率
f
11
为线路最大负载超过
80
％，且持续时间超过1小时的指标，并且，所述线路重载率
f
11
的计算方式为：区域内重载公用线路总数
/
公用线路总数；
[0017]所述配变重载率
f
12
为配变最大负载率超过
80
％，且持续时间超过1小时的指标；并且，所述配变重载率
f
12
的计算方式为：区域内重载公变数量
/
公变总数量；
[0018]所述电压波动
f
13
为一定容量的分布式光伏接入后，配电网电压方均根有效值的一系列变动或连续改变；并且，所述电压波动
f
13
的计算方式为：电压方均根值曲线上相临两个极值之差
/
系统标称电压；
[0019]所述谐波畸变率
f
14
为一定容量的分布式光伏接入后，配电网电压波形相对正弦波畸变程度的性能参数；并且，所述谐波畸变率
f
14
的计算方式为：各谐波分量的有效值
/
基波分量有效值；
[0020]电压偏差
f
15
为一定容量的分布式光伏接入后，配电网各节点电压随之变化，导致与原系统的额定电压之间存在偏差；并且，所述电压偏差
f
15
的计算方式为：电压正
、
负偏差绝对值
/
额定电压
。
[0021]可选择地，所述恢复力指标具有影响其的恢复力韧性因子；
[0022]所述恢复力韧性因子包括供电可靠率
f
21
和负荷失电率
f
22
；
[0023]所述供电可靠率
f
21
为在统计期间内，用户有效供电时间总小时数与统计期间总小时数的比值；
[0024]所述负荷失电率
f
22
为系统受到大扰动后中断的部分负荷占总负荷的比例，表征了系统抵御扰动的能力；并且，所述负荷失电率...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于提高配电网综合韧性指标的储能优化配置策略，其特征在于，所述用于提高配电网综合韧性指标的储能优化配置策略包括：
S1
：充分考虑分布式光伏接入对配电网电能质量的影响，构建抵抗力指标
、
恢复力指标以及适应力指标；
S2
：根据各指标的重要性
、
关联性和准确性，确定各指标的权重系数；
S3
：根据各指标的权重系数，构建配电网综合韧性评价体系；
S4
：对配电网实际采集的韧性相关数据进行分析测算，得到各指标的评分数据；
S5
：根据所述评分数据和所述配电网综合韧性评价体系，得到各指标累加后形成的韧性指数得分；
S6
：搭建储能优化配置模型，以韧性指数的得分最优以及总成本最低为目标函数进行储能优化配置，得到最大提高配电网综合韧性指标的储能优化配置方案
。2.
根据权利要求1所述的用于提高配电网综合韧性指标的储能优化配置策略，其特征在于，所述抵抗力指标具有影响其的抵抗力韧性因子；所述抵抗力韧性因子包括：线路重载率
f
11
、
配变重载率
f
12
、
电压波动
f
13
、
总谐波电流畸变率
f
14
以及电压偏差
f
15
；所述线路重载率
f
11
为线路最大负载超过
80
％，且持续时间超过1小时的指标，并且，所述线路重载率
f
11
的计算方式为：区域内重载公用线路总数
/
公用线路总数；所述配变重载率
f
12
为配变最大负载率超过
80
％，且持续时间超过1小时的指标；并且，所述配变重载率
f
12
的计算方式为：区域内重载公变数量
/
公变总数量；所述电压波动
f
13
为一定容量的分布式光伏接入后，配电网电压方均根有效值的一系列变动或连续改变；并且，所述电压波动
f
13
的计算方式为：电压方均根值曲线上相临两个极值之差
/
系统标称电压；所述谐波畸变率
f
14
为一定容量的分布式光伏接入后，配电网电压波形相对正弦波畸变程度的性能参数；并且，所述谐波畸变率
f
14
的计算方式为：各谐波分量的有效值
/
基波分量有效值；电压偏差
f
15
为一定容量的分布式光伏接入后，配电网各节点电压随之变化，导致与原系统的额定电压之间存在偏差；并且，所述电压偏差
f
15
的计算方式为：电压正
、
负偏差绝对值
/
额定电压
。3.
根据权利要求1所述的用于提高配电网综合韧性指标的储能优化配置策略，其特征在于，所述恢复力指标具有影响其的恢复力韧性因子；所述恢复力韧性因子包括供电可靠率
f
21
和负荷失电率
f
22
；所述供电可靠率
f
21
为在统计期间内，用户有效供电时间总小时数与统计期间总小时数的比值；所述负荷失电率
f
22
为系统受到大扰动后中断的部分负荷占总负荷的比例，表征了系统抵御扰动的能力；并且，所述负荷失电率
f
22
的计算方式为：大扰动后中断的部分负荷总和
/
系统中所有负荷总和
。4.
根据权利要求1至3任一项所述的用于提高配电网综合韧性指标的储能优化配置策略，其特征在于，所述适应力指标具有影响其的适应力韧性因子；所述适应力韧性因子包括：分布式能源渗透率
f
31
、
储能渗透率
f
32
、
典型日负荷峰谷差率
f
33
、
间隔平均负载率
f
34
以及综合线损率
f
35
；所述分布式能源渗透率
f
31
为分布式光伏装机容量占区域年最大负荷的比例；并且，所述分布式能源渗透率
f
31
的计算方式为：新能源装机容量与区域年最大负荷比值的百分数；所述储能渗透率
f
32
为储能容量占典型日区域最大负荷峰谷差值一半的比例；并且，所述储能渗透率
f
32
的计算方式为：区域内储能配置容量
/(
典型日区域最大负荷峰谷差
/2)
；所述负荷峰谷差率
f
33
是反映典型符合日区域峰谷差大小的重要指标；并且，所述负荷峰谷差率
f
33
的计算方式为：
(
典型日区域高峰负荷
‑
典型日区域低谷负荷
)/
典型日区域高峰负荷；所述间隔平均负载率
f
34
是反映变电站已利用出线间隔的负载情况；并且，所述间隔平均负载率
f
34
的计算方式为：典型日变电站已出现
10kV
间隔最大负载率的平均值；所述综合线损率
f
35
是指
10kV
及以下配电网供电量与售电量之差占
10kV
配电网供电量总额的比例；并且，所述综合线损率
f
35
的计算方式为：
10kV
及以下配电网供电量与售电量之差与
10kV
及以下配电网供电量比值的百分数
。5.
根据权利要求1所述的用于提高配电网综合韧性指标的储能优化配置策略，其特征在于，所述
S2
包括：根据各指标的重要性
、
关联性和准确性，按照重要程度确定各指标的韧性因子的层次结构；根据所述层次结构确定前后两元素之间的标度；根据所述标度建立判断矩阵；根据所述判断矩阵计算各指标的主观权重值；以及，利用熵权法计算各指标的客观权重；根据所述主观权重值和所述客观权重值，得到权重系数
。6.
根据权利要求5所述的用于提高配电网综合韧性指标的储能优化配置策略，其特征在于，所述判断矩阵
A
为：其中，
n
为待评价指标的个数，
r
xy
为第
x
个指标与第
y
个指标之间的重要性标度，且
x
＝
1,2
，
…
，
n
；
y
＝
1,2
，
…
，
n
；
f
xy
表示第
x
个一级指标下对应的第
y
个二级指标，且
x
＝1，2，3；
y
＝
1,2,3,4。7.
根据权利要求5所述的用于提高配电网综合韧性指标的储能优化配置策略，其特征在于，所述主观权重值通过以下方式计算得到：其中，
s
x
表示第
x
个指标的主观权重值，
x
表示第
x
个指标，
y
表示第
y
个指标，
n
表示
n
个评
估指标，
r
xy
为第
x
个指标与第
y
个指标之间的重要性标度且
x
＝
1,2
，
…
，
n
；
y
＝
1,2
，
…
，
n
；所述客观权重通过以下方式计算得到：其中，
ω
u
表示第
u

【专利技术属性】
技术研发人员：朱生荣，刘涛，郭亚轩，邓佃毅，姜华，
申请(专利权)人：内蒙古电力集团有限责任公司乌兰察布供电分公司，
类型：发明
国别省市：