一种配电网分布式储能优化配置方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种配电网分布式储能优化配置方法及系统，涉及储能利用技术领域，方法包括：基于两参数

【技术实现步骤摘要】
一种配电网分布式储能优化配置方法及系统


[0001]本专利技术涉及储能利用
，特别是涉及一种配电网分布式储能优化配置方法及系统
。

技术介绍

[0002]以新能源为主体的新型电力系统，是清洁低碳
、
安全高效能源体系的重要组成部分，是以新能源为供给主体
、
以确保能源电力安全为基本前提
、
以满足经济社会发展电力需求为首要目标
、
以坚强智能电网为枢纽平台
、
以源网荷储互动与多能互补为支撑，具有清洁低碳
、
安全可控
、
灵活高效
、
智能友好
、
开放互动基本特征的电力系统
。
储能作为智能电网
、
可再生能源高占比系统
、
能源互联网的重要组成部分和关键技术，可为电网运行提供调峰
、
调频
、
备用
、
黑启动
、
需求响应支撑等多种服务
。
储能技术的应用可以平滑光伏和风力发电出力，移峰填谷，提升电力输送通道利用率，大幅提高电网调度的灵活性和平稳度，有助于改善区域电网的频率稳定性
、
实现新能源高比例接入电网以及缓解新能源的消纳问题
。
[0003]目前，中国储能规模化应用尚在起步阶段，在近几年已呈现出多元化发展趋势
。
不同容量的储能系统对于风光出力的功率波动消纳能力有所不同，对于系统运行的经济性有一定影响
。
通过储能系统容量优化，降低出力波动并且有效提高出力稳定性，是解决高比例新能源消纳问题的一个重要突破口
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种配电网分布式储能优化配置方法及系统，提高含有高比例新能源的配电网的运行稳定性
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]第一方面，本专利技术提供一种配电网分布式储能优化配置方法，包括：
[0007]获取目标配电网内，风电场的历史风力出力数据集和光伏电站的历史光伏出力数据集；
[0008]基于两参数
Weibull
分布，根据所述历史风力出力数据集，确定风力出力概率分布模型；基于
Beta
分布，根据所述历史光伏出力数据集，确定光伏出力概率分布模型；
[0009]对所述风力出力概率分布模型进行分段重组，以得到风力出力多状态模型；对所述光伏出力概率分布模型进行分段重组，以得到光伏出力多状态模型；
[0010]基于所述目标配电网，构建储能约束集合；所述储能约束集合包括配电网断面输出功率约束
、
风力发电输出功率约束
、
光伏发电输出功率约束
、
线路传输功率约束
、
功率平衡约束
、
配电网潮流约束
、
配电网节点电压约束及储能充放电约束；
[0011]基于所述储能约束集合
、
所述风力出力多状态模型及所述光伏出力多状态模型，以配电网购电成本
、
储能运行成本以及配电网网损之和最小为目标，构建配电网分布式储能优化配置模型；
[0012]采用自适应鲁棒优化算法对所述配电网分布式储能优化配置模型进行求解，以确
定配电网分布式储能最优配置结果
。
[0013]第二方面，本专利技术提供一种配电网分布式储能优化配置系统，包括：
[0014]数据集获取模块，用于获取目标配电网内，风电场的历史风力出力数据集和光伏电站的历史光伏出力数据集；
[0015]概率分布模型构建模块，用于基于两参数
Weibull
分布，根据所述历史风力出力数据集，确定风力出力概率分布模型；基于
Beta
分布，根据所述历史光伏出力数据集，确定光伏出力概率分布模型；
[0016]多状态模型构建模块，用于对所述风力出力概率分布模型进行分段重组，以得到风力出力多状态模型；对所述光伏出力概率分布模型进行分段重组，以得到光伏出力多状态模型；
[0017]约束集合构建模块，用于基于所述目标配电网，构建储能约束集合；所述储能约束集合包括配电网断面输出功率约束
、
风力发电输出功率约束
、
光伏发电输出功率约束
、
线路传输功率约束
、
功率平衡约束
、
配电网潮流约束
、
配电网节点电压约束及储能充放电约束；
[0018]储能优化配置模型构建模块，用于基于所述储能约束集合
、
所述风力出力多状态模型及所述光伏出力多状态模型，以配电网购电成本
、
储能运行成本以及配电网网损之和最小为目标，构建配电网分布式储能优化配置模型；
[0019]最优配置结果确定模块，用于采用自适应鲁棒优化算法对所述配电网分布式储能优化配置模型进行求解，以确定配电网分布式储能最优配置结果
。
[0020]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0021]本专利技术公开一种配电网分布式储能优化配置方法及系统，根据目标配电网内，风电场的历史风力出力数据集和光伏电站的历史光伏出力数据集，确定风力出力概率分布模型及光伏出力概率分布模型，进而确定风力出力多状态模型
、
光伏出力多状态模型；然后构建储能约束集合，包括配电网断面输出功率约束
、
风力发电输出功率约束
、
光伏发电输出功率约束
、
线路传输功率约束
、
功率平衡约束
、
配电网潮流约束
、
配电网节点电压约束及储能充放电约束；基于上述约束及多状态模型，以配电网购电成本
、
储能运行成本以及配电网网损之和最小为目标，构建配电网分布式储能优化配置模型，最后求解以确定配电网分布式储能最优配置结果
。
本专利技术通过对配电网内分布式储能进行优化配置，能够提高配电网的新能源消纳水平，进而提高高比例新能源配电网的运行稳定性，有利于促进新型电力系统储能项目的合理规划和科学投资
。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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专利技术的一些实施例，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
。
[0023]图1为本专利技术配电网分布式储能优化配置方法的流程示意图；
[0024]图2为本专利技术风速的概率密度曲线示意图；
[0025]图3为本专利技术配电网分布式储能优化配置系统的示意图
。
具体实施方式
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种配电网分布式储能优化配置方法，其特征在于，方法包括：获取目标配电网内，风电场的历史风力出力数据集和光伏电站的历史光伏出力数据集；基于两参数
Weibull
分布，根据所述历史风力出力数据集，确定风力出力概率分布模型；基于
Beta
分布，根据所述历史光伏出力数据集，确定光伏出力概率分布模型；对所述风力出力概率分布模型进行分段重组，以得到风力出力多状态模型；对所述光伏出力概率分布模型进行分段重组，以得到光伏出力多状态模型；基于所述目标配电网，构建储能约束集合；所述储能约束集合包括配电网断面输出功率约束
、
风力发电输出功率约束
、
光伏发电输出功率约束
、
线路传输功率约束
、
功率平衡约束
、
配电网潮流约束
、
配电网节点电压约束及储能充放电约束；基于所述储能约束集合
、
所述风力出力多状态模型及所述光伏出力多状态模型，以配电网购电成本
、
储能运行成本以及配电网网损之和最小为目标，构建配电网分布式储能优化配置模型；采用自适应鲁棒优化算法对所述配电网分布式储能优化配置模型进行求解，以确定配电网分布式储能最优配置结果
。2.
根据权利要求1所述的配电网分布式储能优化配置方法，其特征在于，所述历史风力出力数据集包括同一历史时刻下的风电场风速及风电机组输出功率；所述历史光伏出力数据集包括同一所述历史时刻下的光照强度及光伏输出功率；所述风力出力概率分布模型的确定过程，具体包括：基于两参数
Weibull
分布，根据多个历史时刻下的风电场风速，确定风速概率分布模型；基于所述风速概率分布模型
、
同一历史时刻下的风电场风速及风电机组输出功率，确定风电出力概率分布模型；所述光伏出力概率分布模型的确定过程，具体包括：基于
Beta
分布，根据多个所述历史时刻下的光照强度，确定光照强度概率分布模型；基于所述光照强度概率分布模型
、
同一历史时刻下的光照强度及光伏输出功率，确定光伏出力概率分布模型
。3.
根据权利要求2所述的配电网分布式储能优化配置方法，其特征在于，所述风速概率分布模型为：其中，
f
i
(v)
为第
i
个风电场风速的概率，
v
i
为第
i
个风电场风速，
k
i
为第
i
个风电场风速的形状系数，
c
i
为第
i
个风电场尺度系数；所述光照强度概率分布模型为：其中，
f
i
(
α
i
,
β
i
)
为第
i
个光照强度的概率，
α
i
，
β
i
均为基于
Beta
分布拟合的第
i
个光照强度的形状参数，
H
t
为标准化光照强度
。4.
根据权利要求1所述的配电网分布式储能优化配置方法，其特征在于，所述风力出力
多状态模型中风力出力状态数与所述风力出力概率分布模型的分段数一致；所述风力出力多状态模型为：所述风力出力多状态模型为：其中，
P(P
kWF
)
为第
k
WF
个风力出力状态的概率，
P
kWF
为第
k
WF
个风力出力状态的风功率期望值，
f
WF
(P
kWF
)
为风电场第
k
WF
个风力状态出力的概率密度函数，为风电场第
k
WF
个风力出力状态的出力下限，为风电场第
k
WF
个风力状态出力的风功率预测值，
N
WF
为风电出力状态数
。5.
根据权利要求1所述的配电网分布式储能优化配置方法，其特征在于，所述光伏出力多状态模型中光伏出力状态数与所述光伏出力概率分布模型的分段数一致；所述光伏出力多状态模型为：所述光伏出力多状态模型为：式中，
P(P
kPV
)
为第
k
PV
个光伏出力状态的概率，
P
kPV
为第
k
PV
个光伏出力状态的光伏功率期望值，
f
PV
(P
kPV
)
为光伏电站第
k
PV
个光伏状态出力的概率密度函数，为光伏电站第
k
PV
个光伏出力状态的出力下限，为光伏电站第
k
PV
个光伏状态出力的光伏功率预测值，
N
PT
为光伏出力状态数
。6.
根据权利要求1所述的配电网分布式储能优化配置方法，其特征在于，所述配电网断面输出功率约束为：
P
iGmin
≤P
iG
≤P
iGmax
；其中，
P
iGmin
为配电网第
i
个节点处断面输出功率下限，
P
iG
为配电网第
i
个节点处断面输出功率，
P
iGmax
为配电网第
i
个节点处断面输出功率上限；所述风力发电输出功率约束为：
P
iWFmin
≤P
iWF
≤P
iWFmax
；其中，
P
iWFmin
为配电网第
i
个节点处风电机组输出功率下限，
P
iWF
为配电网第
i
个节点处风电机组的输出功率，
P
iWFmax
为配电网第
i
个节点处风电机组输出功率上限；所述光伏发电输出功率约束为：
P
iPVmin
≤P
iPV
≤P
iPVmax
；其中，
P
iPVmin
为配电网第
i
个节点处光伏输出功率下限，
P
iPV
为配电...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐健，王鑫陶，刘建峰，胡文波，乌日雅，张涛，张天闻，杨培宏，
申请(专利权)人：内蒙古科技大学国网内蒙古东部电力设计有限公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：