[發明專利]一種綜合能源系統中儲能裝置的選址定容優化規劃方法

有效

• 申請號: 201911301181.0
• 申請日: 2019-12-17
• 公開（公告）號: CN111191820B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 李穎毅;鄭偉民;孫可;張笑弟;張全明;潘弘;鄭朝明;顧益磊;高強;趙璞;王蕾;鄒波;楊強;楊迷霞
• 申請（專利權）人: 國網浙江省電力有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/0631;G06Q50/06
• 代理公司: 杭州華鼎知識產權代理事務所(普通合伙) 33217
• 代理人: 秦曉剛

本發明公開了一種綜合能源系統中儲能裝置的選址定容優化規劃方法，該方法在儲能裝置接入配電網節點時，建立了一種以節點電壓波動、系統負荷波動和儲能配置成本最小為目標，以電網安全約束、系統運行功率平衡約束、熱網約束、冷卻網絡約束、儲能運行約束為約束的儲能選址多目標優化模型。在模型求解的過程中，運用適應度利差排序法，通過定量的方法整定不同目標函數的加權系數，來將多目標函數優化問題整合為單目標函數優化問題，并利用模擬退火的粒子群算法求解，得到了儲能裝置的最優接入位置和配置容量。

技術領域

本發明屬于綜合能源系統中儲能裝置的規劃技術領域，具體涉及一種多目標優化建模的儲能裝置在配網關鍵節點中的能量需求和最優接入位置技術。

背景技術

在綜合能源系統中，考慮分布式電源大規模并入電網以及冷熱電多種負荷，分布式電源大規模使用能減少路線損耗，提升節點電壓水平，然而其輸出功率的波動性和不確定性加劇了電網負荷和節點電壓波動，降低了電力系統的質量和可靠性。而儲能裝置具有能量雙向流動的能力、充放電的高速性和高效性，在接入配網關鍵節點后，能很好地平抑光伏發電系統帶來的影響，起到平抑波動、削峰填谷、提高配電網的電能質量和提高系統經濟性的作用，使配網運行會更具穩定性和安全性。通過對配備儲能裝置的選址定容方案的優化選擇，可最大化利用率，提升穩定效果，其中接入位置的選擇是最為關鍵的問題。

儲能裝置的選址定容是一個多目標優化問題。目前常用的目標優化算法有微分進化算法、遺傳算法、人工免疫算法等，然而上述幾種算法在求解過程中計算效率較低、收斂速度較慢。

發明內容

本發明所要解決的技術問題就是提供一種綜合能源系統中儲能裝置的選址定容規劃方法，可實現儲能裝置在配網關鍵節點中的能量需求和最優接入位置確定，并提高計算效率。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種綜合能源系統中儲能裝置的選址定容規劃方法，包括如下步驟：

步驟S1，構建多能源微電網系統模型：每個總線的需求由電力負荷、熱負荷和冷卻負荷組成，電力負荷由熱電聯合系統中的內燃機、風力渦輪機、光伏和電池存儲單元提供，燃氣鍋爐、制冰廠余熱鍋爐和蓄熱罐的組合提供供熱負荷，而制冷負荷則由電冷水機組和吸收式冷水機組組合提供；

步驟S2，構建儲能裝置荷電狀態SOC的計算模型：

當儲能系統為充電狀態時，其中，SOC_bat,t表示在?t時段結束時蓄電池的荷電狀態值，ω_bat表示蓄電池的自動放電損失率；P_bat,t表示在t時間段內，蓄電池的充放電功率，為正值時表示放電，負值時表示充電；Δt?表示采樣周期；η_bat,c表示蓄電池充電效率；E_bat表示蓄電池的容量，單位為kwh；當儲能系統為放電狀態，其中，η_bat,d表示蓄電池放電效率；

步驟S3，獲取儲能裝置所接入的配網系統的拓撲模型，所述的拓撲模型包括網絡拓撲結構、基準電壓U_n、基準容量S_n、所有網絡節點的功率參數S、各條支路上的阻抗參數z_i以及熱力管道位置、CHP接入位置、光伏接入位置、風力渦輪機接入位置；

步驟S4，獲取相關參數：包括蓄電池相關參數、分布式可再生能源參數、電力系統參數和熱力系統參數；

步驟S5，獲得該區域光伏發電、風力發電和電力負荷歷史年數據，通過對光伏發電數據和風力發電數據進行k均值聚類，得到光伏發電、風力發電和電力負荷需求的典型曲線；

步驟S6，獲得溫度的歷史年數據，在確定室外溫度和室內溫度舒適范圍的情況下，通過溫度差和熱負荷之間的耦合關系式，以室內溫度舒適度為約束條件，得到典型溫度場景下的熱負荷曲線；