一种促进整县光伏消纳的分布式储能规划配置方法技术

本发明专利技术公开了一种促进整县光伏消纳的分布式储能规划配置方法，包括以下步骤：（1）对整县光伏接入区域的配电网进行分区；（2）建立分区内储能优化配置模型：考虑分区内光伏消纳、功率波动对节点电压的影响，以及峰谷差电价，建立分区内储能优化配置模型；（3）储能优化配置：考虑功率平衡约束、节点电压约束、储能系统功率约束、储能系统能量约束，储能系统荷电状态约束，对储能进行优化配置，根据分区内储能优化配置模型，求解储能功率和能量。本发明专利技术将分布式光伏配储参与光伏消纳、削峰填谷、电压调节的多种调节收益相结合，能够最大化发挥储能的效用，提高光伏配储利用效率和经济性。提高光伏配储利用效率和经济性。

【技术实现步骤摘要】
一种促进整县光伏消纳的分布式储能规划配置方法


[0001]本专利技术涉及一种促进整县光伏消纳的分布式储能规划配置方法，属于配电网和储能


技术介绍

[0002]2021年6月，国家能源局引发《关于报送整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试点方案的通知》，开展整县(市、区)推进屋顶分布式光伏建设。2021年9月，国家能源局印发《关于公布整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试点名单的通知(国能综通新能〔2021〕84号)》，明确全国676个县(市、区)列为整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试点。其中，江苏59个县(市、区)纳入试点，整县屋顶分布式光伏装机总容量约2300万千瓦。
[0003]随着大规模屋顶分布式光伏并网接入，电力系统调节能力不足，电网运行效率下降，配电网电能质量降低等问题将凸显，给配电网安全运行和高质量供电造成较大挑战。分布式储能布局灵活，能够与分布式光伏共同构成光储联合供电系统，是解决整县屋顶分布式光伏并网问题、促进分布式光伏加快发展的重要技术手段。多个省市印发通知，要求分布式光伏配置10％等不同比例的储能装置。但储能的配置方式方法缺少成熟的理论依据，无法支撑政策落地实施。
[0004]而国内外对储能在电力系统中应用的配置技术开展了很多研究，主要针对一些典型应用场景，如调峰、调频、调压、削峰填谷等，以经济性最优或某一技术指标最优为目标，对储能的功率和容量进行分析计算。但对配合整县光伏接入的分布式储能，由于涉及电网、不同的整县光伏开发业主及用户，无法简单的采用上述方法。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术提出一种促进整县光伏消纳的分布式储能规划配置方法，考虑整县光伏消纳、功率波动对节点电压的影响，以及峰谷差电价，对整县光伏接入配电网进行分区，在分区内以分布式光伏配储能收益最大为目标建立目标函数，考虑功率平衡、充放电功率约束、能量约束、荷电状态等约束，对储能进行优化配置，既能降低储能配置成本，又能提高系统整理利用率和效益。
[0006]具体方案如下：一种促进整县光伏消纳的分布式储能规划配置方法，包括以下步骤：
[0007](1)对整县光伏接入区域的配电网进行分区；
[0008](2)建立分区内储能优化配置模型：考虑分区内光伏消纳、功率波动对节点电压的影响，以及峰谷差电价，建立分区内储能优化配置模型；
[0009](3)储能优化配置：考虑功率平衡约束、节点电压约束、储能系统功率约束、储能系统能量约束，储能系统荷电状态约束，对储能进行优化配置，根据步骤(2)获得的分区内储能优化配置模型，求解储能功率和能量。
[0010]更为具体的，包括以下步骤：
[0011](1)获取整县光伏接入区域配电网网络拓扑模型，将整县光伏接入区域的配电网根据光伏接入方案进行分区，以台区为基本单元，以光伏投资建设主体为分区依据，相邻多个台区为一个投资建设主体的作为一个分区；
[0012](2)考虑分区内光伏弃电量、储能投资成本和节点电压偏差，以光伏配储能投资收益最大化为目标建立分区内储能优化配置模型如下：
[0013]maxF＝S
pv
+S
peak
+S
u
‑
S
ess
ꢀꢀꢀ
(1)
[0014]其中，S
pv
为配置储能减少分布式光伏弃电量的收益；S
peak
为利用储能削峰填谷套利收益；S
u
为利用储能调节节点电压减少偏差的考核；S
ess
为储能系统运行成本，包括初始投资成本和运维成本。
[0015]1)配置储能减少分布式光伏弃电量的收益表示为：
[0016][0017]式中：E
pv
表示计算周期内增加的光伏并网发电量；P
c.pv
(t)表示t时刻储能吸收光伏弃电的充电功率；C
pv
表示分布式光伏上网电价；T表示计算周期。
[0018]2)利用储能系统进行峰谷电价差套利方面的年收益为：
[0019][0020]式中，S
peak
定义为峰谷差套利收益，C
h
和C
l
分别为向电网放电时的峰值电价和从电网充电时的低谷电价，P
dis
(t)和P
c
(t)分别为高峰时放电功率和低谷时充电功率。
[0021]3)利用储能调节节点电压减少偏差的考核为：
[0022][0023][0024]式中，k为考核系数，n为分区内考核节点数，U
d
为节点电压偏差百分比，U
dk
为节点电压偏差允许值，ΔU为节点电压偏差量，U
N
为节点电压额定值，为阻抗角，θ为节点净功率波动造成的功率因数角变化，S
k
为节点短路容量。
[0025]4)储能系统运行成本，包括投资成本和运维成本：
[0026]S
ess
＝S
invest
+S
m
＝(C
ess.P
P
ess
+C
ess.E
E
ess
)+C
ess.m
E
ess
N
T (6)
[0027]式中，S
ess
为储能系统总成本，S
invest
为初始投资成本，S
m
为系统运维成本，P
ess
和E
ess
分别为储能系统额定功率和能量，C
ess.P
和C
ess.E
分别单位功率成本和单位能量成本，C
ess.m
为系统单位运维成本，N
T
为计算周期内储能系统充放电次数。
[0028](3)储能系统在t时刻的出力为：
[0029]P
ess
(t)＝P
c.pv
(t)+P
dis
(t)+P
c
(t)+P
u
(t)
ꢀꢀꢀ
(7)
[0030]式中，P
c.pv
(t)、P
dis
(t)、P
c
(t)、P
u
(t)分别为储能系统t时刻参与光伏消纳、削峰填谷、电压调节的充放电功率(放电为正，充电为负)。
[0031](4)设定约束条件如下：
[0032]1)功率平衡约束
[0033]P
grid
(t)+P
pv
(t)+P
ess
(t)＝P
load
(t)+P
loss
(t)
ꢀꢀꢀ
(8)
[0034]式中：P
grid
(t)表示t时刻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种促进整县光伏消纳的分布式储能规划配置方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)对整县光伏接入区域的配电网进行分区；(2)建立分区内储能优化配置模型：考虑分区内光伏消纳、功率波动对节点电压的影响，以及峰谷差电价，建立分区内储能优化配置模型；(3)储能优化配置：考虑功率平衡约束、节点电压约束、储能系统功率约束、储能系统能量约束，储能系统荷电状态约束，对储能进行优化配置，根据步骤(2)获得的分区内储能优化配置模型，求解储能功率和能量。2.根据权利要求1所述的分布式储能规划配置方法，其特征在于，所述步骤(1)中对整县光伏接入区域的配电网进行分区的具体方法如下：获取整县光伏接入区域配电网网络拓扑模型，以台区为基本单元，以光伏投资建设主体为分区依据，相邻多个台区为一个投资建设主体的作为一个分区。3.根据权利要求2所述的分布式储能规划配置方法，其特征在于，所述步骤(2)中建立的分区内储能优化配置模型以光伏配储能投资收益最大化为目标，具体如下：maxF＝S
pv
+S
peak
+S
u
‑
S
ess
ꢀꢀꢀꢀ
(1)式(1)中，S
pv
为配置储能减少分布式光伏弃电量的收益；S
peak
为利用储能削峰填谷套利收益；S
u
为利用储能调节节点电压减少偏差的考核；S
ess
为储能系统运行成本。4.根据权利要求3所述的分布式储能规划配置方法，其特征在于，所述配置储能减少分布式光伏弃电量的收益表示为：式(2)中，E
pv
表示计算周期内增加的光伏并网发电量；P
c.pv
(t)表示t时刻储能吸收光伏弃电的充电功率；C
pv
表示分布式光伏上网电价；T表示计算周期；利用储能系统进行峰谷电价差套利方面的年收益为：式(3)中，式中，S
peak
定义为峰谷差套利收益，C
h
和C
l
分别为向电网放电时的峰值电价和从电网充电时的低谷电价，P
dis
(t)和P
c
(t)分别为高峰时放电功率和低谷时充电功率；利用储能调节节点电压减少偏差的考核为：利用储能调节节点电压减少偏差的考核为：式中，S
ess
为储能系统总成本，S
invest
为初始投资成本，S
m
为系统运维成本，P
ess
和E
ess
分别为储能系统额定功率和能量，C
ess.P
和C
ess.E
分别单位功率成本和单位能量成本，C
ess.m
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国静，李琥，李冰洁，胡晓燕，李泽森，谈健，桑丙玉，李克成，朱少杰，孙博，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：