面向边跨境微电网的储能规划方法、系统、存储介质及设备技术方案

本发明专利技术实施例公开了边跨境微电网的储能规划方法、系统、存储介质及设备，所述方法包括根据电压合格率、电压波动和谐波畸变率等指标，构建微电网光伏综合消纳能力评估模型；再根据投资成本和运行成本等指标构建微电网储能规划成本模型；由上述两个模型分别确定微电网光伏综合消纳能力评估函数和微电网储能规划成本函数；再根据上述两个函数确定微电网储能多目标规划模型，在微电网储能多目标规划模型中，计算出两个目标函数的结果来确定微电网储能规划方案，从而实现微电网光伏综合消纳能力最大和经济性成本最小的双目标，这种方法不但可以充分利用储能系统的容量以此降低成本，还能够提高系统的灵活性。还能够提高系统的灵活性。还能够提高系统的灵活性。

【技术实现步骤摘要】
面向边跨境微电网的储能规划方法、系统、存储介质及设备


[0001]本专利技术涉及电网能量调控
，尤其涉及边跨境微电网的储能规划方法、系统、存储介质及设备。

技术介绍

[0002]碳达峰、碳中和目标的提出以及建设新型电力系统的要求，使得风、光等清洁能源发电将继续呈现迅猛的发展势头，随着用户侧光伏等相关政策的推进与实施，高渗透率分布式光伏接入已成是边跨境微电网发展的重要趋势；由于分布式光伏固有的波动性和随机性特征，其高比例接入将对边跨境微电网的安全稳定运行不利并且分布式储能可有效抑制分布式光伏的强随机性，目前全国多个省市政府已发文明确要求光伏微电网需配建一定比例的分布式储能系统，微电网光
‑
储能协调同开发将成是促进分布式光伏消纳的必然选择。
[0003]现有的微电网储能规划主要目的是提升微电网的消纳能力或者配网运行的经济性单一规划目标，在新能源发电迅猛发展的今天，能够同时考虑经济成本和微电网消纳能力的方案对于电力系统的规划、调度等方面具有很强的参考价值。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对上述问题，提出边跨境微电网的储能规划方法、系统、存储介质及设备。
[0005]面向边跨境微电网的储能规划方法，所述方法包括下列步骤：
[0006]根据电压合格率、电压波动、谐波畸变率、线损率、碳减排率和光伏渗透率构建微电网光伏综合消纳能力评估模型；根据所述微电网光伏综合消纳能力评估模型确定微电网光伏综合消纳能力评估函数；根据投资成本、微电网运行成本和电池寿命周期各阶段的退化成本构建微电网储能规划成本模型；根据所述微电网储能规划成本模型确定微电网储能规划成本函数；根据所述微电网光伏综合消纳能力评估函数和微电网储能规划成本函数确定微电网储能多目标规划模型；根据所述微电网储能多目标规划模型确定微电网储能规划方案。
[0007]上述方案中，所述根据所述微电网光伏综合消纳能力评估模型确定微电网光伏综合消纳能力评估函数，具体包括：所述微电网光伏综合消纳能力评估函数W的表达式是：W＝W1+(1
‑
W2)+(1
‑
W3)+(1
‑
W4)+W5+W6＝3+W1+W5‑
(W2+W3+W4+W6)，其中，W1是电压合格率、W2是电压波动、W3是谐波畸变率、W4是线损率、W5是碳减排率、W6是光伏渗透率。
[0008]上述方案中，所述根据所述微电网储能规划成本模型确定微电网储能规划成本函数，具体包括：所述微电网储能规划成本函数C的表达式是：C＝C
in
+C
op
+C
de
，其中，C
in
是储能投资成本、C
op
是微电网运行成本、C
de
是微电网退化成本。
[0009]上述方案中，所述电池寿命周期各阶段的退化成本根据电池退化系数和电池最大放电深度确定。
[0010]上述方案中，所述电池寿命周期各阶段的退化成本根据电池退化系数和电池最大放电深度确定，具体包括：通过确定，式中，是电池寿命周期各阶段的退化成本；n是健康阶段的数量；是电池的单位容量投资成本；L
R
是标准循环条件下的循环寿命；D
R
是标准循环条件下的DoD；u1,u2分别是拟合系数；E
max
是电池容量；α是电池功率系数；α是修正系数；是标准循环条件下放电功率；α是电池功率系数；k1是拟合系数；是最大放电深度；E
bat
是ES的存储容量；和是电池寿命周期每个阶段的电池SOH的最小值和最大值。
[0011]上述方案中，所述根据所述微电网光伏综合消纳能力评估函数和微电网储能规划成本函数确定微电网储能多目标规划模型，具体包括：根据微电网光伏综合消纳能力评估函数W确定光伏综合消纳能力最大目标函数F1，根据所述微电网储能规划成本函数C确定经济性成本最小目标函数F2，并且所述光伏综合消纳能力最大目标函数F1和经济性成本最小目标函数F2通过约束条件进行储能运行约束。
[0012]上述方案中，所述约束条件包括微电网运行约束条件和储能运行约束条件。
[0013]上述方案中，所述微电网运行约束条件根据微电网功率平衡约束、光伏功率约束和电网功率约束确定，
[0014]式中是微电网中的电负荷，P
tES
是储能装置最大输出功率；P
tpv
是光伏运行功率，是微电网从电网买电的功率；P
pv,max
是光伏的最大功率，是电网向微电网供电的最大功率。
[0015]上述方案中，所述储能运行约束根据储能充放电功率和储能荷电状态约束确定，式中，P
tES
是储能运行功率，ηt是t时刻储能装置的充放电效率，η
d
、η
c
分别是放电效率和充电效率，SOC
t
是t时刻储能装置的荷电状态，SOC
min
和SOC
max
分别是
储能装置的荷电状态最小值、最大值，SOC0是储能装置的初始荷电状态。
[0016]上述方案中，所述根据所述微电网储能多目标规划模型确定微电网储能规划方案，具体包括：通过多目标
‑
施塔克尔贝格博弈
‑
差分确定光伏综合消纳能力最大目标函数F1和经济性成本最小目标函数F2的结果。
[0017]上述方案中，所述方法还包括构建配网储能多目标规划模型的Stackelberg博弈形式：G＝{S1,S2；F1,F2}，式中F1，F2表示2个目标博弈方，S1＝{x
i
...x
j
}，S2＝{x
k
...x
l
}表示两个目标函数博弈方策略集；对目标函数F1和F2进行博弈方策略集计算，获取设计变量集合X分类的各博弈方的战略集S1和S2；通过设计变量集合X分类的各博弈方的战略集S1和S2进行多轮次的博弈优化，确定光伏综合消纳能力最大目标函数F1和经济性成本最小目标函数F2的结果。
[0018]上述方案中，所述对目标函数F1和F2进行博弈方策略集计算，获取设计变量集合X分类的各博弈方的战略集S1和S2，具体包括：
[0019]分别对光伏综合消纳能力最大目标函数F1和经济性成本最小目标函数F2进行但目标优化，获得各目标的有化解和其中其中
[0020]对目标函数F1任意设计变量x
j
，在其可行空间中按步长Δx
j
等分是T段，第j个设计变量x
j
对博弈方目标函数F2的影响因子Δx
j2
是
[0021][0022]令分类样品是Δj＝{Δj1,Δj2}，Δj的意义是任意第j个设计变量对承载力最大目标函数F1和经济性成本最小目标函数F2的影响因子集合，分类样品全体是Δ＝{Δ1,Δ1,...Δ
n
}，对其进行模糊聚类本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.面向边跨境微电网的储能规划方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：根据电压合格率、电压波动、谐波畸变率、线损率、碳减排率和光伏渗透率构建微电网光伏综合消纳能力评估模型；根据所述微电网光伏综合消纳能力评估模型确定微电网光伏综合消纳能力评估函数；根据投资成本、微电网运行成本和电池寿命周期各阶段的退化成本构建微电网储能规划成本模型；根据所述微电网储能规划成本模型确定微电网储能规划成本函数；根据所述微电网光伏综合消纳能力评估函数和微电网储能规划成本函数确定微电网储能多目标规划模型；根据所述微电网储能多目标规划模型确定微电网储能规划方案。2.根据权利要求1所述的面向边跨境微电网的储能规划方法，其特征在于，所述根据所述微电网光伏综合消纳能力评估模型确定微电网光伏综合消纳能力评估函数，具体包括：所述微电网光伏综合消纳能力评估函数W的表达式是：W＝W1+(1
‑
W2)+(1
‑
W3)+(1
‑
W4)+W5+W6＝3+W1+W5+W6‑
(W2+W3+W4)，其中，W1是电压合格率、W2是电压波动、W3是谐波畸变率、W4是线损率、W5是碳减排率、W6是光伏渗透率。3.根据权利要求1所述的面向边跨境微电网的储能规划方法，其特征在于，所述根据所述微电网储能规划成本模型确定微电网储能规划成本函数，具体包括：所述微电网储能规划成本函数C的表达式是：C＝C
in
+C
op
+C
de
，其中，C
in
是储能投资成本、C
op
是微电网运行成本、C
de
是微电网退化成本。4.根据权利要求3所述的面向边跨境微电网的储能规划方法，其特征在于，所述电池寿命周期各阶段的退化成本根据电池退化系数和电池最大放电深度确定。5.根据权利要求4所述的面向边跨境微电网的储能规划方法，其特征在于，所述电池寿命周期各阶段的退化成本根据电池退化系数和电池最大放电深度确定，具体包括：通过确定，式中，是电池寿命周期各阶段的退化成本；n是健康阶段的数量；是电池的单位容量投资成本；L
R
是标准循环条件下的循环寿命；D
R
是标准循环条件下的DoD；u1,u2分别是拟合系数；E
max
是电池容量；
α
是电池功率系数；
α
是修正系数；是标准循环条件下放电功率；α是电池功率系数；k1是拟合系数；是最大放电深度；E
bat
是ES的存储容量；和是电池寿命周期每个阶段的电池SOH的最小值和最大值。6.根据权利要求1
‑
5中任一所述的面向边跨境微电网的储能规划方法，其特征在于，所述根据所述微电网光伏综合消纳能力评估函数和微电网储能规划成本函数确定微电网储能多目标规划模型，具体包括：根据微电网光伏综合消纳能力评估函数W确定光伏综合消纳能力最大目标函数F1，根据所述微电网储能规划成本函数C确定经济性成本最小目标函数F2，并且所述光伏综合消纳能力最大目标函数F1和经济性成本最小目标函数
F2通过约束条件进行储能运行约束。7.根据权利要求6所述的面向边跨境微电网的储能规划方法，其特征在于，所述约束条件包括微电网运行约束条件和储能运行约束条件。8.根据权利要求7所述的面向边跨境微电网的储能规划方法，其特征在于，所述微电网运行约束条件根据微电网功率平衡约束、光伏功率约束和电网功率约束确定，式中是微电网中的电负荷，P
tES
是储能装置最大输出功率；P
tpv
是光伏运行功率，是微...

【专利技术属性】
技术研发人员：张浩，陆海，罗恩博，冯勇，李远，陈晓云，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：