[發明專利]一種考慮梯次利用儲能的配電網優化調度方法

有效

• 申請號: 201911307559.8
• 申請日: 2019-12-18
• 公開（公告）號: CN110932300B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 陳伯建;黃霆;黃道姍;張慧瑜;林芳;蘇清梅;張偉駿;方曉玲;杜培;劉智煖;張健;徐振華;江偉
• 申請（專利權）人: 國網福建省電力有限公司;國網福建省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J3/38
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 陳明鑫;蔡學俊

1.一種考慮梯次利用儲能的配電網優化調度方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1、針對電動汽車退役的動力電池，通過電池分選與重組，形成能夠應用于配網優化中的儲能系統；

步驟S2、計算儲能系統壽命衰減度，確定梯次利用儲能的安全裕度，確定配電網優化模型中儲能調節約束；

步驟S3、通過生成樹原理形成拓撲約束，采用Distflow模型確定配電網的基本潮流約束；

步驟S4、結合拓撲約束以及Distflow模型，并采用含常數M和二進制變量β_fl的不等式約束，改進潮流約束；

步驟S5、建立以負荷裕度值最大以及其方差最小的多目標函數，形成配電網優化調度模型，求解得出最優結果；

所述步驟S1具體實現方式如下：

步驟S11、通過多參數分選法對電池單體之間包括電壓、內阻和容量的參數的分析，并結合動態特性分選法將電池在同一充放條件下的電壓曲線作為電池分選的指標，分選出一致性較好的電池；

步驟S12、在保證經濟性和可靠性的基礎上，通過串聯和并聯，組成成組連接方式，對容量相近的電池組成電池系統應用于配電網中；

所述步驟S2中確定梯次利用儲能的安全裕度的實現方式如下：

步驟S21、計算t1～t2時刻動力電池的充放電深度β_bj為

其中P_bj為輸出功率，t1和t2為單體電池j的充放電時間，E_{bj_last}為標稱區域儲能容量極限值；

步驟S22、設動力電池應用于電動汽車充放電次數X次，計算對應的衰減度δ_bj為

其中，N_{bj_best}為25℃電池的總充放電次數；

步驟S23、根據動力電池的衰減度對梯次利用儲能系統SOC安全裕度[SOC'_{bj_min},SOC'_{bj_max}]進行設定，具體如下：

SOC'_{bj_min}＝(1+δ_{bj_x})SOC_{bj_min}

SOC'_{bj_max}＝(1-δ_{bj_x})SOC_{bj_max}

其中，δ_{bj_x}為當前狀態動力電池壽命損耗；SOC_{bj_min}、SOC_{bj_max}分別表示動力電池初始應用時荷電狀態的上下限；

所述步驟S3中的約束條件為：

步驟S31、以生成樹原理為基礎，形成輻射性約束：

β_fl+β_bl≤1,l∈S_eg

其中，β_fl表示支路流通方向，β_fl＝1表示線路功率由節點i流向節點j，否則β_fl＝0；β_bl＝1表示線路功率由節點j流向節點i，否則β_bl＝0，A為網絡無向關聯矩陣，A(i,l)＝1表示節點i和支路l關聯，否則其為0；S_eg為線路集合，N為節點集合；

步驟S32、采用Distflow模型，即支路流入功率等于流出功率與支路損耗之和、線路末端電壓等于首端電壓與線路壓降之差，具體約束表達式為：

其中，P_j和Q_j分別表示流入節點j+1的有功功率和無功功率；P_j+1和Q_j+1分別表示流出節點j+1的有功功率和無功功率；p^g_j+1和q^g_j+1分別為節點j+1發出的有功和無功，p^c_j+1和q^c_j+1分別為節點j+1消耗的有功和無功；r_j表示線路j到j+1的電阻；x_j表示線路j到j+1的電抗；U_j表示節點j的電壓幅值；

所述步驟S4中改進的潮流約束為：

步驟S41、使約束線性化，采用含常數M和二進制變量β_fl,β_bl的不等式約束：

-Mβ_fl≤P_fl≤Mβ_fl

-Mβ_bl≤Q_bl≤Mβ_bl

其中，P_fl和Q_fl分別為支路l由節點i流向節點j的有功和無功；

步驟S43、得出新的潮流方程為：

其中，P_bl和Q_bl表示反向的功率流動，上標g表示發出的功率，c表示消耗的功率；

所述步驟S5中目標函數具體為：

其中，p^cm_it和q^cm_it分別為t時刻時節點i在最大運行方式下的有功功率和無功功率；η^p_b和η^q_b分別為有功功率和無功功率的均衡系數，N表示網絡節點集合，T為運行的時間集合。