[發明專利]考慮緩解電力缺口場景的儲能選址定容優化方法

在審

• 申請號: 202010471828.0
• 申請日: 2020-05-29
• 公開（公告）號: CN111859608A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 曾平良;豐俊杰;代倩
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學;中國電力科學研究院有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q10/04;G06Q50/06;G06F113/04;G06F113/06
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 朱亞冠

1.考慮緩解電力缺口場景的儲能選址定容優化方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1、收集供區的發電機組出力數據、可再生能源出力數據以及負荷功率數據；

步驟2、在常規電網的基礎上增設儲能系統參與電網調度，以儲能的位置、容量和儲能的荷電狀態(SOC)作為優化變量，以儲能系統的經濟效益最大為目標，且考慮了儲能系統的模型約束、運行條件和電網系統的功率約束，建立考慮緩解電網供電缺口的儲能選址定容綜合目標模型：

(1)儲能系統模型

充電狀態：

放電狀態：

其中，S(t)是儲能在t時刻的荷電狀態；σ為儲能系統的自放電率；和分別是儲能在t時刻的充電和放電功率；η_c和η_d分別是儲能的充電和放電效率；C是儲能的容量；Δt是時間間隔；

對單獨的BESS來說，同一時刻的和互斥，有且只有一個為零，即不能同時充電和放電；

(2)目標函數

式中，N_bus是電網系統的節點總數，C₀是BESS的額定容量，m是BESS的單位容量成本造價，T表示采樣數據所取的最大時刻，和分別是BESS在t時刻的充電和放電功率，q(t)表示電網分時電價，Δt是時間間隔；z_i是在i節點的二進制變量，如下式所示：

(3)約束條件

1)BESS及其功率約束

為儲能系統的充放電功率，為儲能系統的最大充電和放電功率；

式中，和分別是儲能系統在t時刻的最大充電和放電功率，和分別是BESS的最大持續充電和放電功率；S(t)是儲能在t時刻的荷電狀態；C是儲能系統的容量；σ為BESS的自放電率；η_c和η_d分別是儲能的充電和放電效率，Δt是時間間隔；

S_i和分別是儲能系統最小和最大SOC；S_i表示i節點的儲能SOC；

2)儲能系統的容量約束

式中，是儲能的最大容量，且C_i大于零；

3)儲能裝設數量約束

其中是BESS在該配電網系統中允許安裝的最多個數，N_bus是電網系統的節點總數；

4)電網系統功率約束

P_G(t)+P_i(t)+P_in(t)-P_L(t)≥0

式中，P_G(t)是某發電機組在t時刻的功率，P_i(t)是BESS與電網之間的交換功率，P_in(t)是外網輸入功率，P_L(t)是區域負荷功率；其中交換功率P_i(t)如下：

5)常規機組輸出功率約束

式中，P_G和分別是發電機組出力的下限和上限；

6)節點功率約束

式中，P_i和Q_i分別是i節點的有功和無功注入功率，V_i和V_j分別是i節點和j節點的電壓，θ_ij是i節點和j節點之間的電壓相角差，G_ij和B_ij分別是i節點和j節點之間的電導和電納；

7)節點電壓的幅值和相角約束

V_i和分別是節點電壓V_i的下限和上限，θ_i和分別是節點電壓相角θ_i的下限和上限；

步驟3、根據步驟(2)建立的模型，通過matlab軟件平臺，初始設定儲能系統的功率以及容量，采用隨機生產模擬算法模擬電力系統的生產調度，從而確定儲能的最佳位置及其容量、對應的荷電狀態和儲能收益。