[發(fā)明專利]一種基于Benders分解的兩階段儲能方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010062099.3
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111291978A
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫華利;王國平;趙川;路學(xué)剛;董詩燾
• 申請（專利權(quán)）人: 云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 昆明正原專利商標(biāo)代理有限公司 53100
• 代理人: 金耀生;于洪

本發(fā)明涉及一種基于Benders分解的兩階段儲能方法及系統(tǒng)，包括：根據(jù)儲能規(guī)劃期建設(shè)成本、年維修費(fèi)用以及從變電站購電產(chǎn)生的發(fā)電成本，建立儲能規(guī)劃的目標(biāo)函數(shù)；建立儲能規(guī)劃的儲能、線路、變電站及變壓器、SVG的建設(shè)約束，建立建設(shè)的時(shí)間約束和數(shù)量約束；分析不同運(yùn)行場景下的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的潮流約束，得到包含線路功率、儲能系統(tǒng)的容量和功率、電壓平衡、節(jié)點(diǎn)功率平衡的約束條件；考慮網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通性與開環(huán)性，得到儲能所在配電網(wǎng)輻射狀運(yùn)行時(shí)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼s束條件；采用Benders分解算法，根據(jù)約束條件求解儲能規(guī)劃的目標(biāo)函數(shù)，按照求解結(jié)果進(jìn)行儲能。本發(fā)明有效的解決了儲能裝機(jī)接入配電網(wǎng)時(shí)，需要確定儲能裝置的容量和地址的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)配電網(wǎng)儲能技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于Benders分解的兩階段儲能方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來，國內(nèi)外能源危機(jī)日漸嚴(yán)峻，傳統(tǒng)煤炭、化石燃料引起的污染日漸加劇，隨著光伏風(fēng)電等分布式能源的接入，配電網(wǎng)承擔(dān)了局部資源整合的作用。儲能系統(tǒng)因其存儲能量的便利性和削峰填谷的經(jīng)濟(jì)性在配電網(wǎng)中得到廣泛的應(yīng)用。儲能技術(shù)作為全球能源互聯(lián)網(wǎng)中的關(guān)鍵技術(shù)，將電力轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢源鎯Φ哪茉?，極大地改變了電力系統(tǒng)的運(yùn)行管理模式，廣泛應(yīng)用在電力系統(tǒng)的發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)，為保障電網(wǎng)安全、平抑負(fù)荷波動及吸納棄風(fēng)棄光等提供支撐。電池能量存儲可以為電網(wǎng)提供峰值功率，減少系統(tǒng)峰谷值差異，轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的低值，并將過多的剩余功率轉(zhuǎn)換為所需的峰值功率。蓄電池儲能啟停迅速，具有調(diào)峰填谷、調(diào)頻以及快速跟蹤、備用、無功調(diào)節(jié)、黑啟動等輔助服務(wù)功能，其運(yùn)行靈活、可靠，在保證電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行中發(fā)揮著重要作用，是城市電網(wǎng)重要的保安電源，同時(shí)具備節(jié)能與環(huán)保等顯著的社會經(jīng)濟(jì)效益，在配電網(wǎng)中規(guī)劃儲能是技術(shù)難點(diǎn)之一。

目前國內(nèi)外學(xué)者對配電網(wǎng)儲能規(guī)劃的研究主要涉及一個(gè)階段規(guī)劃的研究。在研究早期主要包括基于粒子群算法求解線性規(guī)劃模型，線性規(guī)劃模型較非線性模型準(zhǔn)確性較低，粒子群算法種群在搜索空間中易丟失，容易產(chǎn)生早熟收斂，尤其是在處理復(fù)雜的多峰搜索問題中，且粒子群算法的局部尋優(yōu)能力較差；近期研究有建立混合整數(shù)線性規(guī)劃模型，通過能量存儲系統(tǒng)和無功電源管理配電系統(tǒng)中的不確定性和穩(wěn)定性問題，但其直接求解的方法，求解速度較慢。也有學(xué)者采用啟發(fā)式算法解決儲能規(guī)劃這一問題，啟發(fā)式算法的缺點(diǎn)是無法求得全局優(yōu)解，因此如何克服現(xiàn)有技術(shù)的不足是目前電力系統(tǒng)配電網(wǎng)儲能技術(shù)領(lǐng)域亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于Benders分解的兩階段儲能方法及系統(tǒng)，通過該方法，可以有效的解決當(dāng)儲能裝機(jī)接入配電網(wǎng)時(shí)，需要確定儲能裝置的容量和地址的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種基于Benders分解的兩階段儲能方法，包括如下步驟：

步驟S1，根據(jù)儲能規(guī)劃期建設(shè)成本、年維修費(fèi)用以及從變電站購電產(chǎn)生的發(fā)電成本，建立儲能規(guī)劃的目標(biāo)函數(shù)；

步驟S2，建立儲能規(guī)劃的儲能、線路、變電站及變壓器、SVG的建設(shè)約束，同時(shí)建立建設(shè)的時(shí)間約束和建設(shè)的數(shù)量約束；

步驟S3，分析不同運(yùn)行場景下的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的潮流約束，得到包含線路功率、儲能系統(tǒng)的容量和功率、電壓平衡、節(jié)點(diǎn)功率平衡的約束條件；

步驟S4，考慮網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通性與開環(huán)性，得到儲能所在配電網(wǎng)輻射狀運(yùn)行時(shí)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼s束條件；

步驟S5，采用Benders分解算法，根據(jù)步驟S2-S4建立的約束條件求解，求解步驟S1建立儲能規(guī)劃的目標(biāo)函數(shù)，之后按照求解結(jié)果進(jìn)行儲能。

進(jìn)一步，優(yōu)選的是，所述步驟S1具體為：

一、線路、儲能、SVG、變壓器及變電站的建設(shè)成本C_js：