[發明專利]考慮源荷儲協同運行的微電網儲能優化配置方法

在審

• 申請號: 201811206376.2
• 申請日: 2018-10-17
• 公開（公告）號: CN109103914A
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發明（設計）人: 康家樂;王吉慶;馬益平;嚴浩軍;郭高鵬;豆書亮;汪雅靜;張志剛;陳云輝;顧辰方;劉波
• 申請（專利權）人: 上海電力設計院有限公司;寧波市電力設計院有限公司
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32
• 代理公司: 上海知義律師事務所 31304
• 代理人: 劉峰;倪奇巍

本發明公開了考慮源荷儲協同運行的微電網儲能優化配置方法；首先，模擬分布式電源出力特性及調研微電網負荷特性得出微電網的分布式電源可信出力和負荷特性；其次，生成微電網凈負荷功率特性曲線；通過將分布式電源的分布式電源可信出力和負荷特性進行疊加，得到微電網凈負荷功率特性曲線；再次，建立微電網儲能優化配置上層優化模型和下層優化模型；最后，對上層優化模型和下層優化模型迭代求解，并得到最優的微電網儲能優化配置方案。本發明以儲能年綜合費用最小為目標，建立上層優化模型；以儲能典型日收益最大化為目標，建立下層優化模型，通過上下層迭代優化得到最優的微電網儲能配置方案。

技術領域

本發明涉及微電網儲能優化配置技術領域，特別涉及考慮源荷儲協同運行的微電網儲能優化配置方法。

背景技術

電能供應的清潔化和綠色化是電網供給側改革的主要任務之一，然而，光伏發電、風力發電等清潔可再生能源出力隨天氣條件變化具有間歇性和波動性。微電網為解決上述問題提供了有效途徑，在建設清潔能源發電的同時配置一定的儲能系統，通過儲能在發電富余時充電，發電不足時放電，實現微電網內部電力基本平衡，平滑風、光功率輸出，可以大大提高系統對清潔能源的接納能力。微電網分為并網型微電網和獨立型微電網，可實現自我控制和自治管理。并網型微電網既可以與外部電網并網運行，也可以離網獨立運行；獨立型微電網不與外部電網連接，電力電量自我平衡。

儲能系統的應用使微電網的能量管理更加主動和靈活，目前工程中還未大規模推廣應用儲能技術。如何最大限度地利用儲能系統，延長其使用壽命，是在微電網規劃設計階段就要考慮的問題。離網型微電網中的儲能系統主要用于穩定微電網的電壓和頻率，而并網型微電網中的儲能則需考慮其經濟性運行。從目前微電網的應用以并網型微電網為主，離網型微電網主要用于尚未實現大電網供電的偏遠地區和島嶼等。

微電網儲能系統的運行策略直接影響其收益，因此需要在儲能系統優化配置時考慮微電網內部源、荷、儲的協同運行優化，以準確評估儲能系統在實際運行中取得的經濟效益，指導微電網儲能的優化配置。然而，在對微電網儲能系統進行配置時，傳統的配置方法只是簡單考慮了微電網內峰、平、谷電量，對儲能系統接入的效益做一個簡單測算，并沒有具體根據微電網負荷、電源的功率特性曲線開展儲能運行策略優化，造成規劃階段儲能效益計算不準確，無法滿足實際工程的財務評價測算要求。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明提供考慮源荷儲協同運行的微電網儲能優化配置方法，實現的目的之一是以儲能容量、功率限制為約束條件，以儲能年綜合費用最小為目標，建立上層優化模型；以儲能功率、荷電狀態(SOC)、交換功率限制等為約束條件，以儲能典型日收益最大化為目標，建立下層優化模型，通過上下層迭代優化得到最優的微電網儲能配置方案。

為實現上述目的，本發明公開了考慮源荷儲協同運行的微電網儲能優化配置方法；步驟如下：

a.模擬分布式電源出力特性及調研微電網負荷特性得出所述微電網的分布式電源可信出力和負荷特性；

b.生成微電網凈負荷功率特性曲線；通過將所述分布式電源的所述分布式電源可信出力和所述負荷特性進行疊加，得到微電網凈負荷功率特性曲線；

c.建立微電網儲能優化配置上層優化模型；

d.建立微電網儲能優化配置下層優化模型；

e.對所述上層優化模型和所述下層優化模型迭代求解，并得到最優的微電網儲能優化配置方案。

優選的，在所述步驟a中，通過調研所述微電網所在區域或者周邊區域的風光資源情況，采用可信出力模擬分布式電源典型日出力特性，得出分布式電源可信出力；通過調研微電網用戶類型、用戶規模以及典型用戶負荷特性曲線模擬所述微電網的負荷特性。

優選的，在所述步驟c中，所述上層優化模型以最小化儲能一年的支出為目標，目標函數表達式如公式(1)：