配电网高可靠性的分布式光伏储能优化配置方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种配电网高可靠性的分布式光伏储能优化配置方法及装置，基于配电网最小化投资成本、最小化电量不足期望、最小化线路网损目标函数，通过多目标优化方法求出多组光伏储能容量的优化解。当电力系统发生自然灾害时，以光伏储能装置的边际成本最低为目标，求出光伏储能装置为特级、一级负荷供电的最优供电通路；从所述多组光伏储能容量的优化解中，选取匹配所述最优供电通路的光伏储能容量最优解。本发明专利技术能够综合考虑配电网可靠性和经济性，对分布式光伏储能装置进行优化配置。对分布式光伏储能装置进行优化配置。对分布式光伏储能装置进行优化配置。

【技术实现步骤摘要】
配电网高可靠性的分布式光伏储能优化配置方法及装置


[0001]本专利技术涉及一种配电网高可靠性的分布式光伏储能优化配置方法及装置。

技术介绍

[0002]太阳能和风能发电厂等可再生能源系统的技术发展和日益增强的市场竞争力，为发电从大型集中设施向小型分散能源系统的转变创造了有利条件。分布式发电是可持续发展的合适选择，这得益于环境影响的减少、负荷管理的好处以及向偏远地区供电的机会。当生产的能源自行消耗时，光伏(PV)系统仍能为并网用户找到盈利条件。由于太阳能的间歇性和随机性，光伏发电厂需要采用储能系统来补偿波动，并满足夜间的能源需求。由于电力系统越来越复杂，对配电网的可靠性要求越来越高，为了防止灾害导致配电网出现大面积的停电而导致电网崩溃，所以需要加强配电网的可靠性，通过合理的配置新能源发电对现有的配电网网络进行合理的规划。
[0003]差异化规划方法能够合理的利用资源，通过突出重点的原则将负荷与电源进行优化匹配，是提高配电网的可靠性的重要方法，它以建立智能电网为目标，采取科学有效的差异化规划设计保证各个电压等级核心电网骨干架构、重要线路安全运行。电力系统需要每时每刻都在瞬时平衡的情况下，当用户的负荷发生主动变化时，电网侧将会因为用户而发生被动变化。通常情况下，把用户负荷分为一级、二级、三级负荷。在某些情况下，还可以根据情况需要设置特级负荷。所以在遇到严重灾害时，需要优先将光伏储能应用于特级负荷以及一级负荷上，保证其能够正常的运行及电压稳定。
[0004]考虑电力系统的实际情况，为了满足各级电网结构要求，提高系统可靠性，电网差异化规划分析电力系统中负荷的组成部分，保证特级以及一级负荷的供电，提升分布式光伏储能容量要求。国内外学者针对配电网规划进行了研究，主要在措施和理念两种类别，一些研究方法尝试从最优潮流的规划方法入手，使电力系统可以运行在最优状态，但是该研究只关注电力系统中的阻塞指标，未能对电网规划的可靠性和经济性进行考虑；一些文献针对市场环境下，对电网规划可能遇到的风险及灾害，利用遗传算法对电网规划最优方案进行求解，但是该方法没有对投资人的投资以及收益进行明确的说明，会使得投资方难以抉择；还有文献考虑到线路投资的费用建立模型，以最小线路的投资方式为目标，但是却忽略了电网的可靠性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的专利技术目的在于提供一种配电网高可靠性的分布式光伏储能优化配置方法及装置，能够综合考虑配电网可靠性和经济性，对分布式光伏储能装置进行优化配置。
[0006]基于同一专利技术构思，本专利技术具有两个独立的技术方案：
[0007]1、一种基于配电网高可靠性的分布式光伏储能优化配置方法，基于配电网最小化投资成本、最小化电量不足期望、最小化线路网损目标函数，通过多目标优化方法求出多组光伏储能容量的优化解。
[0008]进一步地，当电力系统发生自然灾害时，以光伏储能装置的边际成本最低为目标，求出光伏储能装置与特级、一级负荷供电路径之间的最优供电通路；从所述多组光伏储能容量的优化解中，选取匹配所述最优供电通路的光伏储能容量最优解。
[0009]进一步地，所述最小化投资成本目标函数为，
[0010][0011]式中，N
PV、
N
ES
分别是光伏发电机和储能机组的分组数，C
ES
为储能机组的综合设备成本和安装费用之和，P
Storage.p
为储能机组的有功功率输出，C
PV
为光伏发电机的设备成本和设备安装费用之和，C
MG
为配电网施工成本，可以表示为C
MG
＝c
×
p
MG
+d,其中c为配电网配置容量和建设成本的比例系数，有开关控制、无功补偿和谐波处理单元的综合成本，P
MG
是配电网区域的有功功率，d为配电网施工的恒定成本，P
pv.i
是第i台光伏发电机的有功功率输出，配电网与公共设施连接点定义为公共耦合点，
[0012][0013]C
DG
为无功功率的费用，P
DG
(i)为采样时分布式电源提供的无功功率，T表示为一年内光伏储能系统运行天数。
[0014]进一步地，所述最小化电量不足期望目标函数为，
[0015]P
in
＝P
Line，in
+P
ES
×
P
island
[0016]式中，P
in
为最小化电量不足期望值的概率，P
Line,in
为配电网内部线路的故障概率，P
ES
是储能机组的故障概率，P
island
为配电网只有分布式电源供电的概率。
[0017]进一步地，所述最小化线路网损目标函数为，
[0018][0019]式中，minF3(x)为最小线路损耗；B是网络的分支集合，(i，j)∈B表示(i，j)是一个分支的两个节点；g
ij
为节点i和j之间的电导；V
i
和V
j
是节点i和j的电压大小；θ
ij
是节点相位角θ
i
和θ
j
之间的相位差。
[0020]进一步地，所述多目标优化方法包括约束条件，所述约束条件为潮流等式方程约束、负载设计能力约束、节点的电压约束、分布式电源的出力约束、储能荷电连续性约束、储能功率约束、储能充放电功率约束。
[0021]进一步地，所述多目标优化方法采用粒子群算法。
[0022]进一步地，所述光伏储能装置的边际成本最低目标函数为，
[0023][0024]f为边际成本，即差异化建设成本和灾害时的损失经济的基础上进行路径匹配的成本；C
ES
为储能机组的综合设备成本和安装费用之和，P
Storage.p
为储能机组的有功功率输出；T
min
为发生灾害时，经济损失达到最小时的成本损失，N为光伏储能机组的数量。
[0025]进一步地，当电力系统发生自然灾害时，先对需供电的特级、一级负荷按照重要性
进行排序，按照排序逐一寻找光伏储能装置为特级、一级负荷供电的最优供电通路。
[0026]2、一种基于配电网高可靠性的分布式光伏储能优化配置装置，用于执行上述的方法。
[0027]本专利技术具有的有益效果：
[0028]本专利技术基于配电网最小化投资成本、最小化电量不足期望、最小化线路网损目标函数，通过多目标优化方法求出光伏储能容量的最优解。当电力系统发生自然灾害时，基于光伏储能装置的边际成本最低目标函数，为特级、一级负荷寻找最匹配的光伏储能装置。本专利技术以提高配电网可靠性为导向，从光伏储能容量优化和电网差异化规划原则的方法切入，提出一种基于配电网高可靠性的分布式光伏储能优化配置方法，将光伏储能优化配置与电网差异化规划原则相结合，有效提高配电网的可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于配电网高可靠性的分布式光伏储能优化配置方法，其特征在于：基于配电网最小化投资成本、最小化电量不足期望、最小化线路网损目标函数，通过多目标优化方法求出多组光伏储能容量的优化解。2.根据权利要求1所述的基于配电网高可靠性的分布式光伏储能优化配置方法，其特征在于：当电力系统发生自然灾害时，以光伏储能装置的边际成本最低为目标，求出光伏储能装置与特级、一级负荷供电路径之间的最优供电通路；从所述多组光伏储能容量的优化解中，选取匹配所述最优供电通路的光伏储能容量最优解。3.根据权利要求1所述的基于配电网高可靠性的分布式光伏储能优化配置方法，其特征在于：所述最小化投资成本目标函数为，式中，N
PV
、N
ES
分别是光伏发电机和储能机组的分组数，C
ES
为储能机组的综合设备成本和安装费用之和，P
Storage.p
为储能机组的有功功率输出，C
PV
为光伏发电机的设备成本和设备安装费用之和，C
MG
为配电网施工成本，可以表示为C
MG
＝c
×
p
MG
+d,其中c为配电网配置容量和建设成本的比例系数，有开关控制、无功补偿和谐波处理单元的综合成本，P
MG
是配电网区域的有功功率，d为配电网施工的恒定成本，P
pv.i
是第i台光伏发电机的有功功率输出，配电网与公共设施连接点定义为公共耦合点，C
DG
为无功功率的费用，P
DG
(i)为采样时分布式电源提供的无功功率，T表示为一年内光伏储能系统运行天数。4.根据权利要求1所述的基于配电网高可靠性的分布式光伏储能优化配置方法，其特征在于：所述最小化电量不足期望目标函数为，P
in
＝P
Line,in
+P
ES
×
P
island
式中，P
in
为最小化电量不足期望值的...

【专利技术属性】
技术研发人员：华科，邵京伟，周卫东，许军，孙然，
申请(专利权)人：国网黑龙江省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：