[發明專利]一種含大規模儲能裝置的電力系統概率最優潮流方法

有效

• 申請號: 201711012328.5
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN107658878B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 韓佶;苗世洪;李姚旺;尹斌鑫;楊煒晨
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06;H02J3/38;H02J3/46
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智;曹葆青

本發明公開了一種含大規模儲能裝置的電力系統概率最優潮流方法，包括：以火電機組的發電的總費用最小為目標函數，建立含大規模儲能裝置的概率最優潮流模型；根據負荷的概率分布形式得到負荷的定位系數，根據風電的概率分布形式，得到風電的定位系數；根據負荷的定位系數和風電的定位系數，利用三點估計法得到負荷吸收和風電出力的N種情形；并基于含大規模儲能裝置的概率最優潮流模型得到N種情形下的最優潮流，根據N種情形下的最優潮流得到電力系統概率最優潮流。本發明充分考慮電網中負荷、風電等的不確定性因素，合理安排火電機組、大規模儲能裝置參與到電網調度中，提高了電網運行的經濟性和安全性。

技術領域

本發明屬于概率最優潮流計算領域，更具體地，一種含大規模儲能裝置的電力系統概率最優潮流方法。

背景技術

隨著社會與經濟的快速發展，人類對電能的需求量越來越大，這也增大了人們對化石能源的需求。但是，傳統的化石能源可探明儲存量有限，將在百年之后消耗殆盡；除此之外，化石能源污染環境，嚴重危害人體健康。為應對上述問題，近年來中國大力發展風力發電，但隨著風力裝機容量的不斷加大，其具有的不確定性給電力系統的經濟運行帶來了巨大挑戰。

為提高含風力發電的電力系統運行經濟性，業內多通過儲能裝置減小風電不確定性對系統的不利影響，研究含有儲能裝置的電力系統最優潮流。但是在最優潮流計算中，常常不考慮負荷和風電的不確定性，得到的是確定性的最優潮流，實際上，在電網調度中必須考慮不確定性因素，否則很可能危機電網的安全運行，降低系統運行的經濟性；在有些研究中，雖然考慮了負荷和風電的不確定性，但多基于蒙特卡洛方法或建立線性化概率潮流模型，蒙特卡羅仿真可直接使用現有的確定性潮流或最優潮流的模型和方法，適應性好，但計算量大，比較費時，線性化概率潮流模型法必須針對具體問題建立特定模型，適應性差且計算繁瑣，不便于解決實際問題。

由此可見，現有技術存在沒有考慮電網中負荷、風電等的不確定性因素，電網運行的經濟性差和安全性低的技術問題。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提出了一種含大規模儲能裝置的電力系統概率最優潮流方法，由此解決現有技術存在沒有考慮電網中負荷、風電等的不確定性因素，電網運行的經濟性差和安全性低的技術問題。

為了實現上述目的，本發明提供了一種含大規模儲能裝置的電力系統概率最優潮流方法，包括如下步驟：

(1)以火電機組的發電的總費用最小為目標函數，根據電力系統運行約束、火電機組運行約束以及儲能系統運行約束，建立含大規模儲能裝置的概率最優潮流模型；

(2)根據負荷的概率分布形式得到負荷的定位系數，根據風電的概率分布形式，得到風電的定位系數；

(3)根據負荷的定位系數和風電的定位系數，利用三點估計法得到負荷吸收和風電出力的N種情形；并基于含大規模儲能裝置的概率最優潮流模型得到N種情形下的最優潮流，根據N種情形下的最優潮流得到電力系統概率最優潮流。

進一步的，目標函數為：

其中，w_g為火電機組節點集合，a_i、b_i和c_i為節點i火電機組燃料成本特性系數，P_Gi為節點i火電機組的出力，i＝1，2，...，N。

進一步的，電力系統運行約束包括節點有功功率平衡約束、節點無功功率平衡約束、節點電壓約束和線路潮流約束，所述火電機組運行約束包括火電機組有功出力約束和火電機組無功出力約束，所述儲能系統運行約束包括儲能系統容量約束、儲能系統吸收有功功率約束、儲能系統釋放有功功率約束、儲能系統吸收無功功率約束、儲能系統有功功率的吸收與釋放約束。

進一步的，步驟(2)的具體實現方式為：