[發(fā)明專利]含高滲透率DG的配電網(wǎng)中儲能電池最優(yōu)配置方法

有效

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• 申請日: 2018-04-10
• 公開（公告）號: CN108418233B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐晴;柳惠波;許曉慧;汪春;陳麗娟;梁軍;高振龍;黃國英;孫成龍;劉海璇;夏俊榮;張祥文;邱騰飛
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué);國網(wǎng)江蘇省電力有限公司淮安供電分公司;中國電力科學(xué)研究院有限公司;國家電網(wǎng)公司
• 主分類號: H02J3/28
• 分類號: H02J3/28;H02J3/00
• 代理公司: 淮安市科翔專利商標(biāo)事務(wù)所 32110
• 代理人: 韓曉斌

本發(fā)明提供一種含高滲透率DG的配電網(wǎng)中儲能電池最優(yōu)配置方法，它包括以下步驟：利用傅里葉級數(shù)搭建儲能一天內(nèi)的能量模型；基于儲能一天內(nèi)的充放電量及放電深度，搭建儲能電池的壽命模型；基于上述模型建立以經(jīng)濟成本最小的儲能電池配置模型，實現(xiàn)DG的就地消納；對候選節(jié)點分別運用改進的內(nèi)點法進行模型求解；輸出儲能的最優(yōu)接入位置、容量以及儲能的充放電功率。本發(fā)明的有益效果在于整個過程簡單直觀，計算量相對較小，求解速度較快，用于儲能容量的確定。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種含高滲透率DG的配電網(wǎng)中儲能電池最優(yōu)配置方法，屬于新能源領(lǐng)域。

背景技術(shù)

為應(yīng)對傳統(tǒng)能源的快速消耗及環(huán)境污染問題，以風(fēng)電和光伏為代表的可再生能源發(fā)展迅猛，風(fēng)光作為分布式電源(DG)并網(wǎng)是其發(fā)展的主要途徑。但是隨著屋頂光伏，戶用分布式電源的快速發(fā)展，分布式電源的滲透率不斷提高，某些地區(qū)配網(wǎng)網(wǎng)架中分布式電源接入容量已經(jīng)超出其準(zhǔn)入容量，給配電網(wǎng)帶來的不穩(wěn)定因素，影響網(wǎng)絡(luò)潮流流動方向，改變系統(tǒng)網(wǎng)損，并影響電壓調(diào)整。促進分布式電源的消納也是一個刻不容緩的問題。儲能憑借其快速的功率調(diào)節(jié)能力，在平滑DG功率波動、促進DG就地消納、改善電壓質(zhì)量方面發(fā)揮了巨大作用。其中，儲能系統(tǒng)的合理配置顯得尤為關(guān)鍵。電池儲能系統(tǒng)具有響應(yīng)速度快、調(diào)節(jié)精度高等特點，可實現(xiàn)能量的時空平移，應(yīng)用儲能電池調(diào)節(jié)風(fēng)光功率輸出，促進DG消納，改善配網(wǎng)電能質(zhì)量是近年研究和應(yīng)用的熱點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：提供一種含高滲透率DG的配電網(wǎng)中儲能電池最優(yōu)配置方法，該方法提出對儲能各時段能量運用三角傅里葉級數(shù)來表示，建立儲能模型，優(yōu)化展開項的系數(shù)；其次，考慮分布式電源，建立了以經(jīng)濟成本最低為目標(biāo)的模型，求解出儲能的充放電功率，進而得到儲能電池容量。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：該含高滲透率DG的配電網(wǎng)中儲能電池最優(yōu)配置方法包含以下步驟：

S1利用傅里葉級數(shù)搭建儲能一天內(nèi)的能量模型；

S2基于儲能一天內(nèi)的充放電量及放電深度，搭建儲能電池的壽命成本模型；

S3基于上述模型建立以經(jīng)濟成本最小的儲能電池配置模型，實現(xiàn)DG的就地消納；

S4對候選節(jié)點分別運用改進的內(nèi)點法進行模型求解；

S5輸出儲能的最優(yōu)接入位置、容量以及儲能的充放電功率。

優(yōu)選的，步驟S1具體為：BESS的最優(yōu)調(diào)度問題需要優(yōu)化各時刻的電池能量值E(t)，用列向量E_iT表示，維度T取決于采樣時間間隔；

這個矢量需要服從：1)電量回歸約束，即一天內(nèi)首末時刻電量相等；2)充放電功率約束，即任何兩個相鄰時刻的電池能量值之間的差值具有限值約束；因此，儲能電池電量使用三角傅里葉級數(shù)來表示為：

式中，C_iF為傅里葉系數(shù)矢量；a₀，a_m，b_m分別為傅里葉常數(shù)系數(shù)，傅里葉余弦系數(shù)以及傅里葉正弦系數(shù)；m為傅里葉系數(shù)的個數(shù)；T為周期時間；

由儲能電池能量值得到儲能充放電功率，如下式所示：

ΔE＝E(t)-E(t-1)

P_B(t)＝ΔE/(Δt×η_c)，如果P_B(t)0

P_B(t)＝ΔE×η_d/Δt，如果P_B(t)0

式中，η_c、η_d分別為電池充放電效率；P為電池充放電功率；Δt為仿真間隔；