[發明專利]含光伏配電網中儲能系統規劃運行聯合優化方法及系統

有效

• 申請號: 201910905638.2
• 申請日: 2019-09-19
• 公開（公告）號: CN110556847B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 陳健;任郡枝;吳秋偉
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H02J3/28
• 分類號: H02J3/28
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李圣梅

本公開提出了含光伏配電網中儲能系統規劃運行聯合優化方法及系統，建立配電網儲能系統規劃三層魯棒優化模型，包括規劃主問題模型，安全校驗子問題模型和經濟運行最優子問題模型；通過對魯棒優化模型的三層分解，同時考慮在電壓越限安全性分析和經濟最優運行下不同情況的最惡劣場景，通過三層迭代求解獲得最優解。充分考慮源荷不確定性，在保證配電網不出現電壓越限問題的基礎上，尋求最惡劣場景下的最優配置方案，但此問題因變量維數過多而變得復雜，于是通過分解理論將原問題分解為規劃主問題，安全校驗子問題以及經濟運行最優子問題，方便快速有效的迭代求解。

技術領域

本公開涉及配電網儲能技術領域，特別是涉及含光伏配電網中儲能系統規劃運行聯合優化方法及系統。

背景技術

隨著高滲透率分布式光伏的大量接入，配電網的電壓越限問題愈發嚴重。但近年來，儲能的技術得以不斷成熟，且成本不斷下降，使得光儲一體化系統得以推廣，這不僅緩和了配電網的電壓越限問題，而且運行商還可以通過儲能系統的低儲高發特性進行套利運作。但配電網中存在的源荷等多重不確定性給儲能系統的規劃和運行優化帶來了巨大的挑戰，使得儲能系統無法更加充分的發揮自身的綜合價值。因此，深入研究配電網中儲能系統的規劃方法對解決配電網電壓越限問題具有重要意義。

目前，主流解決方案有以下：

(1)通過增加網架結構及負荷轉移消納光伏，但是改造費用較大，很難有經濟效益；

(2)光伏自身參與調節無功、甚至在關鍵時段剪切有功的方法解決過電壓問題，但是該方案有可能會損害光伏投資者的經濟利益，光伏如何公平公正積極的參與調節一直是需要解決的難題。

發明內容

本發明的目的是提供含光伏配電網中儲能系統規劃運行聯合優化方法，綜合考慮源荷不確定性以及儲能系統運行情況的儲能系統規劃問題，建立相應模型并求解，獲得最優配置方案。

為了實現上述目的，本說明書實施方式提供含光伏配電網中儲能系統規劃運行聯合優化方法，通過以下技術方案實現：

包括：

建立配電網儲能系統規劃三層魯棒優化模型，包括規劃主問題模型，安全校驗子問題模型和經濟運行最優子問題模型；

規劃主問題模型以配電網儲能系統安裝位置和安裝容量為決策變量；

安全校驗子問題模型用來校驗當前配電網儲能系統配置在最惡劣情況下的電壓越限問題，直至電壓越限問題得以解決；

經濟最優子問題模型則是得到當前配電網儲能系統配置在最惡劣情況下配電網的經濟最優運行情況；

通過對魯棒優化模型的三層分解，同時考慮在電壓越限安全性分析和經濟最優運行下不同情況的最惡劣場景，通過三層迭代求解獲得最優的配電網儲能系統安裝位置和安裝容量。

進一步的技術方案，通過三層迭代求解可以找到最優解的過程為：

規劃主問題模型的初始化儲能系統配置方案帶入安全校驗子問題模型，該子問題模型首先進行安全性校驗，判斷規劃主問題模型的決策變量是否能滿足在最惡劣場景下的電壓不越限要求，若不能滿足則返回可行割，對規劃主問題模型配置方案進行調整，直到滿足所有的約束條件為止；

若規劃主問題模型的決策變量能夠滿足安全性校驗子問題模型，再進入經濟最優子問題模型，進一步進行經濟優化計算，向規劃主問題模型返回可行割或最優割，直到找到最優解。

進一步的技術方案，所述規劃主問題模型的目標函數以投資成本及典型日天數的經濟最優子問題模型的目標函數值之和最小為目標。

進一步的技術方案，所述規劃主問題模型約束條件包括規劃投資約束，安全性檢驗可行割集，以及經濟最優可行割集或經濟最優割集。