【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于储能优化配置，具体涉及考虑电网承载能力的共享储能优化配置方法及装置。
技术介绍
1、近年来能源与环境问题日益突出，探索能源新路径、推动清洁能源转型已成为必然选择。微能源网通过整合分布式电源、储能及多类型综合能源设备，实现能量的梯级利用及冷、热、电等异质能源的互补转换，促进新能源消纳与能源质效提升，成为推动清洁能源转型的重要助力。
2、在微能源网内部，储能装置可以在不同时间段吸收、释放能量，实现时间层面的能量互补，成为平抑新能源出力与负荷波动的重要手段。储能装置的合理配置是微能源网促进新能源消纳、提升能源质效的重要基础。文献《计及功率交互约束的含电—氢混合储能的多微电网系统容量优化配置》在电-氢混合储能优化配置模型中，引入功率交互约束模型，并提出灰狼-正弦余弦算法实现模型求解。文献《考虑电池寿命的混合储能微电网优化配置》依托于需求度shapley值实现经济成本分摊，提出了一种考虑设备寿命的微电网储能装置优化配置方法。文献《基于主从博弈的多微电网储能容量优化配置》为发挥微电网储能配置过程中电价的杠杆作用，基于主从博弈策略提出了适用于多个微电网的储能配置策略，实现多微电网内独立储能的优化配置。然而，当多个微能源网形成集群时，由于自建独立储能投资成本高、回收周期长，若在每个微能源网内配置独立储能，其容量通常较小，导致微能源网集群中储能装置发展受限。
3、共享储能将储能的所有权与使用权解耦，为降低微网集群储能投资成本提供新的方案。与独立储能相比，共享储能可以实现时间层面的能量互补，也可以利用不同微能源
4、然而，现有微能源网大多连接于大电网的不同节点，各微能源网之间以及微能源网与共享储能之间的能量交互需借助大电网线路构成的能量通道。随着微能源网集群与共享储能的接入，大电网潮流更加复杂多变，线路容量不足、节点电压越限等问题进一步加剧，电网承载力受到限制。在此背景下，若继续采用母线结构模型，将大电网能量传输路径简化为母线结构，会产生两方面问题：一是仅考虑共享储能与微网集群间的能量交互需求，未能计及大电网能量传输能力约束，导致配置后共享储能无法得到充分利用；二是将大电网简化为母线模型后，忽略了电网节点信息，共享储能优化配置模型仅能“定容”不能“选址”。因此，在微能源网集群共享储能优化配置模型中考虑电网传输能力与承载能力成为必要。
技术实现思路
1、根据以上现有技术中的不足，本专利技术的目的在于提供考虑电网承载能力的共享储能优化配置方法及装置，能够合理考虑电网运行承载能力，优化配置共享储能的位置与容量。
2、为实现以上目的，本专利技术提供了考虑电网承载能力的共享储能优化配置方法，包括以下步骤：
3、s1、构建面向微能源网集群的共享储能结构，共享储能结构包括共享储能和若干个微能源网，共享储能和微能源网分别连接至电网；
4、s2、考虑电网能量传输能力与运行承载能力，构建上层模型，以优化决策共享储能的位置（接入位置）及容量；以电网运行成本与共享储能规划运行成本最小为目标，建立上层模型的目标函数；
5、s3、设定上层模型的约束条件，包括共享储能约束和电网运行约束；
6、s4、构建下层模型，以优化决策各微能源网的运行问题；以各微能源网运行成本最小为目标，建立下层模型的目标函数；
7、s5、设定下层模型的约束条件，包括能量平衡约束和微能源网内设备运行约束；
8、s6、基于拉格朗日函数与kkt条件，将上层模型和下层模型组成的双层优化模型转换为易于求解的单层混合整数线性规划模型；
9、s7、对单层混合整数线性规划模型求解（通过公知的求解器进行求解即可），获得共享储能优化配置方案。
10、作为本专利技术的优选方案，所述的s2中，上层模型的目标函数f表示为：
11、（1）；
12、式中，为共享储能投资运维成本；为电网购电成本；为各微能源网购气成本；计算方式分别为：
13、（2）；
14、（3）；
15、（4）；
16、式中，i代表电网的节点序号；为建设共享储能的备选电网节点集合；为共享储能单位功率建设成本；为共享储能单位容量建设成本；为共享储能单位功率年维护成本；为节点i接入的共享储能的额定功率；为节点i接入的共享储能的额定容量；d代表典型日的序号；为典型日集合；h代表典型日内的时刻序号；为典型日内典型时刻集合；为本级电网与上级电网的连接点集合（即为本级电网与上级电网连接的节点集合）；为典型日d内典型时刻h的单位电能成本；为节点i上的变电站在典型日d内典型时刻h的有功功率；为连接有微能源网的电网节点集合；为单位燃气成本；为节点i上的燃气机组在典型日d内典型时刻h的电功率；为节点i上的燃气锅炉在典型日d内典型时刻h的热功率；为燃气热值；为燃气机组效率；为燃气锅炉热值，为年金现值系数，表示为：
17、（5）；
18、式中，r为利率；t为规划年限。
19、作为本专利技术的优选方案，所述的s3中，上层模型的约束条件中，共享储能约束包括储能运行约束、能量及功率上下限约束以及储能建设容量约束，分别表示为：
20、储能运行约束：
21、（6）；
22、（7）；
23、（8）；
24、（9）；
25、式中，、、、分别为节点i上运行中的共享储能在典型日d内典型时刻h+1、h、0和24储存的电能；、分别为节点i上运行中的共享储能在典型日d内典型时刻h的充电功率、放电功率；、分别为共享储能的充电效率、放电效率；为节点i处微能源网在典型日d内典型时刻h从共享储能获取电能的功率；为节点i处微能源网在典型日d内典型时刻h向共享储能输送电能的功率；为共享储能额定容量与额定功率的比例；为规划方案中共享储能的额定容量；
26、能量及功率上下限约束：
27、（10）；
28、（11）；
29、（12）；本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.考虑电网承载能力的共享储能优化配置方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的考虑电网承载能力的共享储能优化配置方法，其特征在于，所述的S2中，上层模型的目标函数f表示为：
3.根据权利要求2所述的考虑电网承载能力的共享储能优化配置方法，其特征在于，所述的S3中，上层模型的约束条件中，共享储能约束包括储能运行约束、能量及功率上下限约束以及储能建设容量约束，分别表示为：
4.根据权利要求3所述的考虑电网承载能力的共享储能优化配置方法，其特征在于，所述的S3中，电网运行约束包括Dist-Flow潮流约束、功率平衡约束、线路容量约束、变电站容量约束以及节点电压约束，分别表示为：
5.根据权利要求4所述的考虑电网承载能力的共享储能优化配置方法，其特征在于，取值为0.8；、分别取值为0.95、1.05；取值为1.5。
6.根据权利要求4所述的考虑电网承载能力的共享储能优化配置方法，其特征在于，所述的S4中，对于节点i处的微能源网，下层模型的目标函数表示为：
7.根据权利要求6所述的考虑电网承载能力的共享
8.根据权利要求7所述的考虑电网承载能力的共享储能优化配置方法，其特征在于，所述的S5中，微能源网内设备运行约束包括微能源网与共享储能交换功率上下限约束、微能源网从电网购电功率上下限约束、各能量转换设备功率上下限约束以及光伏、风机功率上下限约束，分别表示为：
9.根据权利要求8所述的考虑电网承载能力的共享储能优化配置方法，其特征在于，所述的S6中，将上层模型和下层模型组成的双层优化模型转换为易于求解的单层混合整数线性规划模型的过程为：
10.考虑电网承载能力的共享储能优化配置装置，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.考虑电网承载能力的共享储能优化配置方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的考虑电网承载能力的共享储能优化配置方法，其特征在于，所述的s2中，上层模型的目标函数f表示为：
3.根据权利要求2所述的考虑电网承载能力的共享储能优化配置方法，其特征在于，所述的s3中，上层模型的约束条件中，共享储能约束包括储能运行约束、能量及功率上下限约束以及储能建设容量约束，分别表示为：
4.根据权利要求3所述的考虑电网承载能力的共享储能优化配置方法，其特征在于，所述的s3中，电网运行约束包括dist-flow潮流约束、功率平衡约束、线路容量约束、变电站容量约束以及节点电压约束，分别表示为：
5.根据权利要求4所述的考虑电网承载能力的共享储能优化配置方法，其特征在于，取值为0.8；、分别取值为0.95、1.05；取值为1.5。
6.根据权利要求4所述的考虑电网承载能力的...
【专利技术属性】
技术研发人员：单体华，万忠杨，江璐，王传奇，岳昊，赵一男，聂文海，杨金刚，岳云力，李笑蓉，史智萍，
申请(专利权)人：国网冀北电力有限公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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