配电网储能选址定容方法、电子设备及存储介质技术

本发明专利技术提供了一种配电网储能选址定容方法、电子设备及存储介质，其中，方法包括：以最小的储能额定功率作为配电网储能选址定容模型的的目标函数；通过灵敏度系数法以储能充放电功率的线性函数的形式表示线路过载和节点电压越限约束；基于鲁棒思想进行场景筛选，获取模型场景；通过获取配电网储能选址定容模型的约束条件，根据目标函数、线路过载和节点电压越限约束求解所述模型场景下的最优解。本申请简化了储能选址定容优化模型，使其更符合实际规划需求，增强实用性；提升储能选址定容优化模型求解速度；解决储能选址定容优化模型中非线性约束问题，构建线性化储能选址定容优化模型。模型。模型。

【技术实现步骤摘要】
配电网储能选址定容方法、电子设备及存储介质


[0001]本文件涉及储能选址定容
，尤其涉及一种配电网储能选址定容方法、电子设备及存储介质。

技术介绍

[0002]随着双碳目标的提出，分布式光伏不断接入配电网，由于分布式光伏具有波动性和间歇性，因此其大规模接入必定会给配电网的安全运行带来巨大挑战，同时会引发弃光问题，造成资源浪费。而储能系统具有快速的功率调节能力，不仅可有效平抑间歇式分布式电源出力的波动，还能改善电压质量、减小峰谷差等。
[0003]当前对于配电网储能选址定容规划的研究多以全寿命周期成本最低为目标，因此既要考虑投资成本等规划因素，又要考虑运行成本等运行因素，需要构建双层优化模型：上层是规划优化模型，下层是运行优化模型，较为复杂。而且在下层运行优化中，功率平衡约束，储能充放电容量平衡约束等是非线性约束，无法采用线性优化的求解方法，只能选取粒子群、遗传等智能搜索算法求解非线性优化问题。在计算储能运行成本时通常要考虑光伏和负荷波动性，因此需要进行8760小时的优化运行仿真计算，但在全年8760小时规模上利用智能搜索算法进行优化求解，需要粒子群、遗传等智能搜索算法产生十多万甚至上百万的样本，一方面计算规模和复杂性巨大，另一方面无法确保能有效搜索到最优解。
[0004]因此，希望有一种配电网储能规划放法能够简化储能选址定容优化模型，解决非线性约束问题，提升模型求解速度。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种配电网储能选址定容方法、电子设备及存储介质，旨在解决上述问题。
[0006]本专利技术提供了一种配电网储能选址定容方法，包括：
[0007]S1、以最小的储能额定功率作为配电网储能选址定容模型的的目标函数；
[0008]S2、通过灵敏度系数法以储能充放电功率的线性函数的形式表示线路过载和节点电压越限约束；
[0009]S3、基于鲁棒思想进行场景筛选，获取模型场景；
[0010]S4、通过获取配电网储能选址定容模型的约束条件，根据目标函数、线路过载和节点电压越限约束求解模型场景下的最优解。
[0011]本专利技术提供了一种电子设备，包括：
[0012]处理器；以及，
[0013]被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述计算机可执行指令在被执行时使所述处理器执行如上述配电网储能选址定容方法的步骤。
[0014]本专利技术提供了一种存储介质，用于存储计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被执行时实现如上述配电网储能选址定容方法的步骤。
[0015]通过采用本专利技术实施例，具备如下有益效果：
[0016]将配电网储能选址定容模型简化为单层模型，显著的降低了模型的复杂度，更加具有实用性；通过灵敏度系数法有效的解决了储能选址定容优化中的非线性问题；基于鲁棒思想筛选出越限最为严重的场景进行储能选址定容优化，既确定了所需储能容量及安装位置，解决了所有场景下的越限问题，又减少了约束条件数量，提升了优化求解速度。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本专利技术实施例的配电网储能选址定容方法的流程图；
[0019]图2为本专利技术实施例的场景削减方法流程图流程图；
[0020]图3为本专利技术实施例的改进IEEE33节点系统结构图。
具体实施方式
[0021]为了使本
的人员更好地理解本说明书一个或多个实施例中的技术方案，下面将结合本说明书一个或多个实施例中的附图，对本说明书一个或多个实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书一个或多个实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本文件的保护范围。
[0022]方法实施例
[0023]本专利技术实施例提供一种配电网储能选址定容方法，图1为本专利技术实施例的配电网储能选址定容方法的流程图，根据图1所示，本专利技术实施例的配电网储能选址定容方法包括：
[0024]S1、以最小的储能额定功率作为配电网储能选址定容模型的的目标函数；步骤S1具体包括：
[0025](1)将储能全寿命周期成本最小为目标转化为以最小的储能额定功率为目标，从而简化储能选址定容优化模型，将双层优化问题化成简为单层优化问题。
[0026]传统配电网储能选址定容模型以储能全寿命周期成本最低为目标：
[0027]min(C1+C2)
[0028]式中：C1为储能固定投资成本；C2为储能运行成本。
[0029][0030]式中：N
ESS
为储能安装数量；C
p,j
为节点j处储能的单位充/放电功率造价；C
E,j
为节点j处储能的单位容量造价；E
ESSmax,j
为节点j处储能额定容量；P
ESSmax,j
为节点j处储能额定充放电功率；d为通货膨胀率；r为基准折现率；n为储能运行的寿命；Price
C
为充电单价；
θ
DOD,j
为节点j处储能系统的充电深度；η
RT,j
为节点j处储能的能量转换效率；N
c,y,j
为节点j处储能的第y年的充电次数。
[0031]由于储能的运行成本主要是充电成本，但充电成本比投资成本小很多。因此投资成本是储能选址定容方案的主要决定因素。储能投资成本与其自身的额定容量和额定充/放电功率相关。配电网安装储能主要用于解决线路过载和电压越限问题，并不是提供调频服务功能，因此影响配电网储能投资成本的主要因素是其额定容量而不是额定充/放电功率。
[0032]大规模分布式光伏接入导致配电网线路过载和电压越限是由于分布式光伏满发和大发时造成潮流倒送引起的，因此需要将多余的分布式光伏电量通过储能存储起来，一方面避免了弃光，另一方面保证了配网的安全运行。因此，确定了所需储能的充电容量也就决定了储能的投资成本，以储能投资成本最小为目标便可转换成以最小的储能充电容量确保分布式光伏在调度运行安全约束下的全额消纳。
[0033]在仿真计算中配网储能充电功率是每小时的平均功率，其乘以1小时也就是每小时储能充电电量，因此每个小时的平均功率与每小时储能充电电量在数值上是一致的。配电网储能规划的投资成本最小便可转换成在考虑负荷和光伏出力的波动性情况下储能所需提供的最大平均功率最小。由此实现规划与运行的统一，从而将双层优化模型便简化成了单层优化模型。
[0034]S2、通过灵敏度系数法以储能充放电功率的线性函数的形式表示线路过载和节点电压越限约束，步骤S本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种配电网储能选址定容方法，其特征在于，包括：S1、以最小的储能额定功率作为配电网储能选址定容模型的的目标函数；S2、通过灵敏度系数法以储能充放电功率的线性函数的形式表示线路过载和节点电压越限约束；S3、基于鲁棒思想进行场景筛选，获取模型场景；S4、通过获取配电网储能选址定容模型的约束条件，根据所述目标函数、线路过载和节点电压越限约束求解所述模型场景下的最优解。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：根据公式1获取配电网储能选址定容的目标函数；其中，N
ESS
为所装储能的数量；PESS
max,k
为第k个储能最大充/放电功率。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：根据公式2获取节点电压幅值与节点注入有功功率的灵敏度关系；其中，P
i
、Q
i
分别为节点i的有功和无功功率注入量；U
i
、U
j
分别为节点i、j的电压幅值；θ
ij
是节点i、j之间的电压相角差；G
ij
、B
ij
分别为节点i、j之间线路的电导和电纳；n为节点数；将公式2通过泰勒展开并且省略掉高次项表示为公式3的形式；其中，ΔP、ΔQ分别为各节点注入有功和无功功率变化量，Δθ、ΔU分别为节点电压幅值和相角的变化量；H、N、M、L为雅克比矩阵各分块矩阵；通过公式4获取节点电压与节点注入功率的灵敏度关系：其中，A、B、C、D分别为雅可比矩阵逆矩阵的分块矩阵；通过公式5获取节点电压幅值与节点注入有功功率的灵敏度关系：ΔU＝C
·
ΔP+D
·
ΔQ
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式5；通过公式6将节点电压约束表达成储能充放电功率的线性函数：ΔU≤C
·
PESS
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式6；其中，PESS为储能充/放电功率；根据公式7获取支路有功功率与节点注入有功功率灵敏度关系：其中，P
ij
、Q
ij
分别为节点i向节点j所传输的有功和无功大小；t
ij
为支路ij上变压器变比，若该支路仅为导线则为0，若含有变压器，则为母线始末端基准电压之比；b
ij0
为支路ij
容纳的一半；将公式7按泰勒展开，略去高次项后可得：其中，ΔP
l
、ΔQ
l
分别为各支路传输有功和无功功率变化量；M为各支路功率与各节点电压电压之间的灵敏度系数矩阵；根据节点电压与节点注入功率的灵敏度关系将公式8变形为公式9：其中，R、S、L、T分别为各支路有功、无功功率与各节点注入有功、无功之间的灵敏度关系；通过公式10获取支路有功功率与...

【专利技术属性】
技术研发人员：王华伟，程小虎，张栋，赵蒙蒙，杨超，王球，周亚，黄敏敏，
申请(专利权)人：国网能源研究院有限公司中国可再生能源学会，
类型：发明
国别省市：