一种分布式光储系统容量配置方法技术方案

本发明专利技术公开了一种分布式光储系统容量配置方法，它包括步骤S1、构建分布式光储系统的顶层的电池储能投资决策优化模型；步骤S2、构建分布式光储系统的中层的协调运行优化模型；步骤S3、构建分布式光储系统的底层的储能运行可靠性评估模型；步骤S4、根据顶层的投资决策模型、中层的光储系统协同运行模型以及底层的储能运行可靠性评估模型，构建分布式光储系统容量配置的多层优化模型。本发明专利技术提供一种分布式光储系统容量配置方法，可以协调多方利益，能够广泛应用于分布式光储系统容量配置领域。能够广泛应用于分布式光储系统容量配置领域。能够广泛应用于分布式光储系统容量配置领域。

【技术实现步骤摘要】
一种分布式光储系统容量配置方法


[0001]本专利技术涉及一种分布式光储系统容量配置方法，属于分布式光储系统规划


技术介绍

[0002]目前，以化石燃料为主的能源体系正面临着环境污染、温室效应、资源制裁等问题，由此我国也提出了构建以新能源为主体的新型电力系统，以整县区域分布式光伏大开发的工作正式启动。然而，由于分布式光伏发电出力具有强随机性，同时存在着“数多量小”的特点，短期内大规模分散接入较为薄弱的县域配电网，对电网的安全运行带来了很多问题与挑战，例如电网的承载能力和消纳能力、并网后对电能质量的影响、反送电对线损的影响等。其中，对于电网的承载能力影响尤为严重。
[0003]随后，全国各地也纷纷出台了分布式光伏发电项目配套建设一定比例储能的硬性要求。从用户角度出发，其主要期望配置储能所带来的投资、运行等成本最小；从电网角度出发，其主要诉求是尽可能地不增加电网调峰负担。由此，分布式光储系统容量配置领域显得极为重要，该领域亟需提出一种能够广泛应用、协调多方利益的分布式光储系统容量精确配置方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，本专利技术提供一种分布式光储系统容量配置方法，可以协调多方利益，能够广泛应用于分布式光储系统容量配置领域。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：
[0006]一种分布式光储系统容量配置方法，它包括：
[0007]步骤S1、构建分布式光储系统的顶层的电池储能投资决策优化模型；<br/>[0008]步骤S2、构建分布式光储系统的中层的协调运行优化模型；
[0009]步骤S3、构建分布式光储系统的底层的储能运行可靠性评估模型；
[0010]步骤S4、根据顶层的投资决策模型、中层的光储系统协同运行模型以及底层的储能运行可靠性评估模型，构建分布式光储系统容量配置的多层优化模型。
[0011]进一步，所述步骤S1具体包括如下步骤：
[0012]步骤S11、确定决策变量
[0013]顶层决策变量如下：
[0014][0015]其中，为光伏总安装容量；为储能总安装功率；为储能总安装容量；步骤S12、构建分布式光储系统的规划期内总成本现值最小的目标函数
[0016]分布式光储系统的规划期内总成本包括初始投资成本、系统维护成本和系统运行成本；
[0017]以分布式光储系统的规划期内总成本的现值最小为目标，所述分布式光储系统的
规划期内总成本的现值最小的目标函数的计算公式如下：
[0018]f
up
＝minC
total
＝C
inv
+C
main
+C
oper
[0019]其中，C
total
为分布式光储系统的规划期内总成本；C
inv
为初始投资成本；C
main
为规划期内光储系统维护成本；C
oper
为规划期内光储系统运行成本；
[0020]步骤S13、设置约束条件
[0021]设置配套电池储能总安装功率范围约束，设置配套电池储能总安装容量范围约束。
[0022]进一步，所述初始投资成本包括分布式光伏初始投资成本和配套电池储能初始投资成本所述初始投资成本的计算公式如下：
[0023][0024]其中，c
pv
为光伏每千瓦投资成本；c
bes
为电池储能每千瓦时投资成本；为光伏总安装容量；为储能总安装容量。
[0025]进一步，所述系统维护成本包括系统因损坏、故障造成的维护成本，每年的所述系统维护成本转化为现值，所述系统维护成本C
main
的计算公式如下：
[0026][0027]其中，η
m
为系统运行维护成本系数；r表示贴现率；N为规划期总年数。
[0028]进一步，所述系统运行成本C
oper
由中层的分布式光储系统协同优化运行模型计算得出。
[0029]进一步，所述配套电池储能的总安装功率范围约束的上限值等于光伏总安装容量，下限值为0，所述配套电池储能的总安装功率约束的表达式为：
[0030][0031]其中，为光伏总安装容量；为储能总安装功率；
[0032]所述配套电池储能的总安装容量范围约束的上限值可由光伏总安装容量与光伏一天内的最大利用小时数的乘积，所述配套电池储能的总安装容量约束的表达式为：
[0033][0034]其中，为光伏一天内的最大利用小时数；为光伏总安装容量；为储能总安装容量。
[0035]进一步，所述步骤S2具体包括如下步骤：
[0036]步骤S21、确定决策变量
[0037]所述决策变量包括两类，第一类为储能充/放电指令，第二类为储能充放电功率值
[0038][0039]其中，为充电指令，为放电指令；
[0040]步骤S22、构建分布式光储系统协同运行最小化运行成本的目标函数
[0041]分布式光储系统协同运行的目标是最小化运行成本C
oper
，所述最小化运行成本C
oper
包括储能每年置换成本分布式光储系统每年售电收益以及系统规划期末残值回收收益所述分布式光储系统协同运行最小化运行成本的目标函数的计算公式如下：
[0042][0043]所述分布式光储系统每年售电收益的计算公式如下：
[0044][0045]其中，c
sell
为光伏上网电价，c
sub
为单位发单量补贴价格；T为典型日总时段数；t为时段编号；Δt为每个时段的时长；
[0046]所述储能每年置换成本包括新电池购买成本和旧电池回收收益，所述储能每年置换成本的计算公式如下：
[0047][0048]其中，ε
n
为第n年置换储能的标志，由储能系统SOH
n
与设定储能系统SOH的阈值比较得到；
[0049]所述分布式光储系统的系统规划期末残值回收收益包括光伏电池板残值回收和配套储能系统中的锂离子电池回收
[0050]所述光伏电池板残值回收的计算公式如下：
[0051][0052]所述配套储能系统中的锂离子电池回收的计算公式如下：
[0053][0054]其中，为光伏电池板回收价格；为为锂离子电池残值回收价格；
[0055]步骤S23、设置约束条件
[0056]步骤S231、设置配变母线功率平衡约束：
[0057][0058]其中，为t时段的本地负荷水平；为t时段的分布式光伏出力；为分布式光储系统所在台区的配电变压器t时段的净负载；
[0059]步骤S232、设置储能设备运行约束
[0060]设置储能设备SOC上下限约束：
[0061]SOC
min
≤SOC
t
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分布式光储系统容量配置方法，其特征在于，它包括：步骤S1、构建分布式光储系统的顶层的电池储能投资决策优化模型；步骤S2、构建分布式光储系统的中层的协调运行优化模型；步骤S3、构建分布式光储系统的底层的储能运行可靠性评估模型；步骤S4、根据顶层的投资决策模型、中层的光储系统协同运行模型以及底层的储能运行可靠性评估模型，构建分布式光储系统容量配置的多层优化模型。2.根据权利要求1所述的分布式光储系统容量配置方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括如下步骤：步骤S11、确定决策变量顶层决策变量如下：其中，为光伏总安装容量；为储能总安装功率；为储能总安装容量；步骤S12、构建分布式光储系统的规划期内总成本现值最小的目标函数分布式光储系统的规划期内总成本包括初始投资成本、系统维护成本和系统运行成本；以分布式光储系统的规划期内总成本的现值最小为目标，所述分布式光储系统的规划期内总成本的现值最小的目标函数的计算公式如下：f
up
＝minC
total
＝C
inv
+C
main
+C
oper
其中，C
total
为分布式光储系统的规划期内总成本；C
inv
为初始投资成本；C
main
为规划期内光储系统维护成本；C
oper
为规划期内光储系统运行成本；步骤S13、设置约束条件设置配套电池储能总安装功率范围约束，设置配套电池储能总安装容量范围约束。3.根据权利要求2所述的分布式光储系统容量配置方法，其特征在于：所述初始投资成本包括分布式光伏初始投资成本和配套电池储能初始投资成本所述初始投资成本的计算公式如下：其中，c
pv
为光伏每千瓦投资成本；c
bes
为电池储能每千瓦时投资成本；为光伏总安装容量；为储能总安装容量。4.根据权利要求2所述的分布式光储系统容量配置方法，其特征在于：所述系统维护成本包括系统因损坏、故障造成的维护成本，每年的所述系统维护成本转化为现值，所述系统维护成本C
main
的计算公式如下：其中，η
m
为系统运行维护成本系数；r表示贴现率；N为规划期总年数。5.根据权利要求2所述的分布式光储系统容量配置方法，其特征在于：所述系统运行成本C
oper
由中层的分布式光储系统协同优化运行模型计算得出。6.根据权利要求2所述的分布式光储系统容量配置方法，其特征在于：
所述配套电池储能的总安装功率范围约束的上限值等于光伏总安装容量，下限值为0，所述配套电池储能的总安装功率约束的表达式为：其中，为光伏总安装容量；为储能总安装功率；所述配套电池储能的总安装容量范围约束的上限值可由光伏总安装容量与光伏一天内的最大利用小时数的乘积，所述配套电池储能的总安装容量约束的表达式为：其中，为光伏一天内的最大利用小时数；为光伏总安装容量；为储能总安装容量。7.根据权利要求1所述的分布式光储系统容量配置方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括如下步骤：步骤S21、确定决策变量所述决策变量包括两类，第一类为储能充/放电指令，第二类为储能充放电功率值值其中，为充电指令，为放电指令；步骤S22、构建分布式光储系统协同运行最小化运行成本的目标函数分布式光储系统协同运行的目标是最小化运行成本C
oper
，所述最小化运行成本C
oper
包括储能每年置换成本分布式光储系统每年售电收益以及系统规划期末残值回收收益所述分布式光储系统协同运行最小化运行成本的目标函数的计算公式如下：所述分布式光储系统每年售电收益的计算公式如下：其中，c
sell
为光伏上网电价，c
sub
为单位发单量补贴价格；T为典型...

【专利技术属性】
技术研发人员：田浩，赵二岗，许丽娜，王俊，
申请(专利权)人：北京汇思慧能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：