一种储能系统多目标优化规划方法技术方案

本发明专利技术提供了一种储能系统多目标优化规划方法，包括获取输电网络在预置时间内的发电参数和负荷参数，并将预置时间划分为多个相等时间长度的时间间隔；顺次在多个时间间隔内对输电网络进行灵活性分析；构建单间隔储能设备优化方案集合；依据单间隔储能设备优化方案集合修正输电网络；在预置时间内对修正后的输电网络进行潮流多间隔优化，得到储能设备的最优配置方案。与现有技术相比，本发明专利技术提供的一种储能系统多目标优化规划方法，通过对输电网络进行灵活性分析、潮流单间隔优化和潮流多间隔优化，可以同时确定储能设备配置的时间间隔、母线节点、功率值、电能值和成本的最优值，从而可以有效解决输电网络的网络拥塞问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及储能技术及其规划
，具体涉及一种储能系统多目标优化规划方法。
技术介绍
电力系统输电网络是电能输送的主干网络，其灵活性主要依赖于输电网络具备足够的传输容量。然而当前大规模新能源的接入给电力系统带来了新的挑战，如增加了电网拥塞和能量不平衡的风险。由于电力系统输电网络的输电线路和变压器等电力设备的传输容量是固定的，不能进行灵活地调节，因此需要安装储能设备以调节电力系统输电网路的传输能量。储能设备的规划条件主要包括：一方面，需要确保电网的规划、调度、投资和运行等方面具备一定的安全性、可靠性和灵活性；另一方面，需要考虑平衡波动的可再生能源电力、消除电网拥塞等，从而实现保证供电可靠性并延缓电网建设投资。其中电网灵活性需要在一定的时间尺度下描述，即某一时间尺度内，电力系统快速而有效地优化调配现有资源，快速响应电网功率变化，控制电网关键运行参数。因此，储能设备的功率和电能容量的配置也是依赖于时间尺度，通过对某一时间范围内每个时间节点的电网潮流计算，分析输电网络是否出现功率不足或电能过剩造成电网拥塞，进而判断出电网灵活性对储能设备容量配置的需求。综上，需要提供一种储能系统规划方法，使得能够准确确定储能设备的容量，及其在输电网络中的配置点，使其在满足技术和经济等约束条件下对输电网络的灵活性提供支撑。
技术实现思路
为了满足现有技术的需要，本专利技术提供了一种储能系统多目标优化规划方法。本专利技术的技术方案是：所述方法包括：获取输电网络在预置时间内的发电参数和负荷参数，并将所述预置时间划分为多个相等时间长度的时间间隔；顺次在所述多个时间间隔内对输电网络进行灵活性分析：若发生网络拥塞则在与其对应的时间间隔内进行潮流单间隔优化，得到所述时间间隔内的单间隔储能设备优化方案；若未发生网络拥塞则不在与其对应的时间间隔内配置储能设备；构建单间隔储能设备优化方案集合；依据所述单间隔储能设备优化方案集合修正所述输电网络；在所述预置时间内对修正后的输电网络进行潮流多间隔优化，得到储能设备的最优配置方案。本专利技术进一步提供的优选技术方案为：设定所述输电网络在每个时间间隔内均为稳态运行，所述灵活性分析包括：对所述输电网络进行稳态潮流计算，依据计算结果判断输电网络是否发生网络拥塞。本专利技术进一步提供的优选技术方案为：所述在与发生网络拥塞对应的时间间隔内进行潮流单间隔优化包括采用粒子群优化算法在所述时间间隔内对输电网络进行潮流计算，具体为：选取m组数据，每组数据包括N个随机数；其中，m＝[50,100]，N为所述输电网络中母线节点的总数，所述每组数据中的随机数与母线节点一一对应，所述随机数的取值范围为[-CS，CS]，|CS|＝[5,50]；设定粒子群的初始种群为所述m组数据；以在所述时间间隔内配置储能设备所需的功率、电能和成本的最小值为目标构建优化目标函数；依据所述优化目标函数对所述粒子群进行迭代计算，当所述迭代计算达到其中止条件后得到单间隔储能设备优化方案。本专利技术进一步提供的优选技术方案为：所述优化目标函数如下式(1)所示： m i n [ Σ i = 1 N | P i _ cos t r i | + Σ i = 1 N f i δ + Σ i = 1 N Σ j ≠ i N PEN i , j _ cos t ] - - - ( 1 ) ]]>其中，Pi_cost、ri、fi和δ分别为配置在第i个母线节点的储能设备的功率成本、功率值、设备状态系数和硬件成本，所述功率成本的单位为万元/兆瓦；PENi,j_cost为第i个母线节点与第j个母线节点之间的支路发生拥塞的惩罚成本。本专利技术进一步提供的优选技术方案为：所述单间隔储能设备优化方案的表达式如下式(2)所示：S1×N＝[S1 S2 … Si … SN] (2)其中，Si为第t个时间间隔内配置在第i个母线节点的储能设备的功率值；t＝1,2,...,T，T为时间间隔的总数。本专利技术进一步提供的优选技术方案为：所述单间隔储能设备优化方案集合如下式(4)所示：SL×N＝[S'1 S’2 … S'k … S'L]T (4)其中，L为发生网络拥塞的时间间隔的总数；N为所述输电网络中母线节点的总数；S'k为第k个所述发生网络拥塞的时间间隔内的单间隔储能设备优化方案，k＝1,2,...,L。本专利技术进一步提供的优选技术方案为：所述在预置时间内对修正后的输电网络进行潮流多间隔优化包括采用粒子群优化算法对输电网络进行潮流计算，具体为：选取m组数据：一组数据为单间隔储能设备优化方案集合，其余m-1组数据为与所述单间隔储能设备优化方案集合具有相同维数的矩阵，所述矩阵中各矩阵元素均为随机数，所述随机数的取值范围为[-CM，CM]，|CM|＝(2～5)|{Si本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种储能系统多目标优化规划方法，其特征在于，所述方法包括：获取输电网络在预置时间内的发电参数和负荷参数，并将所述预置时间划分为多个相等时间长度的时间间隔；顺次在所述多个时间间隔内对输电网络进行灵活性分析：若发生网络拥塞则在与其对应的时间间隔内进行潮流单间隔优化，得到所述时间间隔内的单间隔储能设备优化方案；若未发生网络拥塞则不在与其对应的时间间隔内配置储能设备；构建单间隔储能设备优化方案集合；依据所述单间隔储能设备优化方案集合修正所述输电网络；在所述预置时间内对修正后的输电网络进行潮流多间隔优化，得到储能设备的最优配置方案。

【技术特征摘要】
1.一种储能系统多目标优化规划方法，其特征在于，所述方法包括：获取输电网络在预置时间内的发电参数和负荷参数，并将所述预置时间划分为多个相等时间长度的时间间隔；顺次在所述多个时间间隔内对输电网络进行灵活性分析：若发生网络拥塞则在与其对应的时间间隔内进行潮流单间隔优化，得到所述时间间隔内的单间隔储能设备优化方案；若未发生网络拥塞则不在与其对应的时间间隔内配置储能设备；构建单间隔储能设备优化方案集合；依据所述单间隔储能设备优化方案集合修正所述输电网络；在所述预置时间内对修正后的输电网络进行潮流多间隔优化，得到储能设备的最优配置方案。2.如权利要求1所述的一种储能系统多目标优化规划方法，其特征在于，设定所述输电网络在每个时间间隔内均为稳态运行，所述灵活性分析包括：对所述输电网络进行稳态潮流计算，依据计算结果判断输电网络是否发生网络拥塞。3.如权利要求1所述的一种储能系统多目标优化规划方法，其特征在于，所述在与发生网络拥塞对应的时间间隔内进行潮流单间隔优化包括采用粒子群优化算法在所述时间间隔内对输电网络进行潮流计算，具体为：选取m组数据，每组数据包括N个随机数；其中，m＝[50,100]，N为所述输电网络中母线节点的总数，所述每组数据中的随机数与母线节点一一对应，所述随机数的取值范围为[-CS，CS]，|CS|＝[5,50]；设定粒子群的初始种群为所述m组数据；以在所述时间间隔内配置储能设备所需的功率、电能和成本的最小值为目标构建优化目标函数；依据所述优化目标函数对所述粒子群进行迭代计算，当所述迭代计算达到其中止条件后得到单间隔储能设备优化方案。4.如权利要求3所述的一种储能系统多目标优化规划方法，其特征在于，所述优化目标函数如下式(1)所示： m i n [ Σ i = 1 N | P i _ cos t r i | + Σ i = 1 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵亮，施涛，叶季蕾，于若英，王湘艳，朱凌志，陈宁，曲立楠，赵大伟，钱敏慧，葛路明，姜达军，张磊，韩华玲，刘艳章，罗芳，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32