[發明專利]電力系統儲能配置方法、裝置、計算機設備和存儲介質

有效

• 申請號: 202110098731.4
• 申請日: 2021-01-25
• 公開（公告）號: CN112906200B
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 魯宗相;喬穎;郭嘉慶;張謙
• 申請（專利權）人: 國網山西省電力公司電力科學研究院;清華大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q50/06;H02J3/28;H02J3/38;G06F111/04;G06F119/06
• 代理公司: 北京華進京聯知識產權代理有限公司 11606
• 代理人: 趙文靜

1.一種電力系統儲能配置方法，其特征在于，所述方法包括：

建立儲能配置模型，所述儲能配置模型包括成本目標函數和約束條件；所述成本目標函數包括儲能節點總成本和擴建線路成本；所述約束條件包括潮流等式約束、同步發電機組裝機功率約束、儲能節點裝機功率約束、線路負載約束和頻率約束；

建立電力系統頻率偏差、同步發電機組切機功率與儲能節點裝機功率之間的關系，得到頻率偏差-切機功率-裝機功率關系；

獲取電力系統中各臺同步發電機組的切機功率；

根據各個同步發電機組的切機功率、所述頻率約束和所述頻率偏差-切機功率-裝機功率關系，計算所述電力系統中每一個同步發電機組切機時維持系統頻率穩定的最小儲能功率；

將所述電力系統中每一個同步發電機組切機時維持系統頻率穩定的最小儲能功率代入所述儲能配置模型，求解滿足所述約束條件的儲能配置方案，選擇使所述成本目標函數最小的儲能配置方案作為最終選定的儲能配置方案；所述儲能配置方案包括儲能節點分布、儲能節點裝機功率以及輸電線擴建方案；

其中，所述同步發電機組裝機功率約束是指同步發電機組的初始有功功率與同步發電機組增發的有功功率之和不超過同步發電機組的裝機功率；所述儲能節點裝機功率約束是指儲能節點的增發有功功率不超過儲能節點的裝機功率；所述線路負載約束是指電力系統中各支路的功率不超過電力系統所允許的最大功率；

所述潮流等式約束包括：

其中，A為系統的節點支路關聯矩陣；P^k為同步發電機組k切機時系統支路功率列向量；為同步發電機組k切機時節點注入有功功率列向量；為同步發電機組k切機時發電機有功功率列向量；為同步發電機組k切機時除同步發電機組k外，其他同步發電機組增發有功功率列向量；為同步發電機組k切機時儲能節點增發有功功率列向量；P_L0為節點有功負荷需求列向量；為同步發電機組k切機時節點負荷變化量列向量；

所述頻率約束包括：

其中，Δf^k為同步發電機組k切機時系統頻率偏差的最大值；為同步發電機組k切機時儲能節點i增發的有功功率；Δf_maxset為系統允許的最大頻率偏差；

所述建立電力系統頻率偏差、同步發電機組切機功率與儲能節點裝機功率之間的關系，得到頻率偏差-切機功率-裝機功率關系包括：

基于下垂控制方式，確定儲能節點增發有功功率、儲能節點裝機功率與電力系統頻率偏差的關系；

基于同步發電機組一階簡化模型，確定同步發電機組增發有功功率、同步發電機組初始有功功率與電力系統頻率偏差的關系；

基于同步發電機組經典搖擺方程構建系統故障時頻率偏差、儲能節點增發有功功率、同步發電機組增發有功功率、同步發電機組切機功率之間的初始關系模型；

將得到的所述儲能節點增發有功功率、儲能節點裝機功率與電力系統頻率偏差的關系、所述同步發電機組增發有功功率、同步發電機組初始有功功率與電力系統頻率偏差的關系代入所述初始關系模型中，得到同步發電機組切機時，電力系統頻率偏差、同步發電機組切機功率與儲能節點裝機功率的關系。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述儲能節點總成本包括儲能節點的功率成本和儲能節點的容量成本；所述擴建線路成本包括擴建線路單位長度成本與擴建線路總長度的乘積。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述同步發電機組裝機功率約束包括：

其中，P_Gl0為同步發電機組l初始有功功率；為同步發電機組k切機時同步發電機組l增發的有功功率；P_Gl,max為系統設定同步發電機組l的裝機功率；

所述儲能節點裝機功率約束包括：

其中，為同步發電機組k切機時儲能節點i的增發有功功率；P_Ei為儲能節點i的裝機功率；

所述線路負載約束包括：

其中，j為輸電線支路編號；為同步發電機組k切機時支路j的有功功率；P_j,maxset為系統允許支路j傳輸有功功率的上限值；為支路j擴建數量。