[發(fā)明專利]考慮重要負(fù)荷供電的配電網(wǎng)分布式儲(chǔ)能規(guī)劃方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110579079.8
• 申請(qǐng)日: 2021-05-26
• 公開（公告）號(hào): CN113363964B
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉英英;楊帆;張章;胡源;吳志;張梁;遲福建;王哲;李廣敏;崔榮靖;張雪菲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)天津市電力公司;國(guó)家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/00
• 分類號(hào): H02J3/00;H02J3/28;H02J3/32;H02J3/48;H02J3/50;H02J3/46;H02J9/06
• 代理公司: 天津才智專利商標(biāo)代理有限公司 12108
• 代理人: 張文華

1.考慮重要負(fù)荷供電的配電網(wǎng)分布式儲(chǔ)能規(guī)劃方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

針對(duì)實(shí)際配電網(wǎng)進(jìn)行分布式儲(chǔ)能規(guī)劃，得到配電網(wǎng)中分布式儲(chǔ)能的規(guī)劃目標(biāo)函數(shù)；

對(duì)獲得的規(guī)劃目標(biāo)函數(shù)增加約束條件，所述約束條件包含分布式儲(chǔ)能配置和運(yùn)行約束、光伏出力約束、配網(wǎng)潮流約束、安全約束和重要負(fù)荷可靠供電約束，從而獲得非凸非線性的混合整數(shù)規(guī)劃模型；

采用凸優(yōu)化方法將混合整數(shù)規(guī)劃模型處理為混合整數(shù)二階錐規(guī)劃模型，并對(duì)獲得的混合整數(shù)二階錐規(guī)劃模型進(jìn)行求解；

其中，所述分布式儲(chǔ)能配置約束為：

式(5)表示節(jié)點(diǎn)儲(chǔ)能容量約束，式(6)表示對(duì)儲(chǔ)能候選節(jié)點(diǎn)Ω^ess進(jìn)行選址，不能超過配置數(shù)量上限N^ess；

所述分布式儲(chǔ)能運(yùn)行約束為：

式(7)為儲(chǔ)能充放電有功功率約束，和表示分布式儲(chǔ)能的充放電功率；和分別指最大充放電功率；式(8)-(10)為儲(chǔ)能無(wú)功功率約束，其中和為儲(chǔ)能充電和放電無(wú)功功率，θ角為儲(chǔ)能逆變器相角，η_ch＜1和η_disch＞1為儲(chǔ)能充放電效率；式(11)-(13)為儲(chǔ)能剩余電量約束，其中Soc_i,s,t表示儲(chǔ)能剩余電量，和分別指最大和最小剩余電量，式(13)保證了周期內(nèi)儲(chǔ)能充放電電量平衡，即初始時(shí)刻儲(chǔ)能剩余電量和充放電截止時(shí)刻儲(chǔ)能剩余電量Soc_i,s,T相等；

所述光伏出力約束為：

式中,為光伏在場(chǎng)景s中t時(shí)刻的最大功率輸出；為光伏的實(shí)際有功輸出，表示光伏的實(shí)際無(wú)功輸出，β角為光伏逆變器相角，為節(jié)點(diǎn)光伏配置容量；

所述配網(wǎng)潮流約束為：

式中，δ(i)為以i為終端節(jié)點(diǎn)的支路始端節(jié)點(diǎn)集合，π(i)為以i為始端節(jié)點(diǎn)的支路終端節(jié)點(diǎn)集合；P_ij,s,t和Q_ij,s,t分別表示節(jié)點(diǎn)i向節(jié)點(diǎn)j流動(dòng)的有功和無(wú)功功率，r_ij和x_ij分別指線路ij的電阻和電抗，為線路ij上流通電流的平方，為節(jié)點(diǎn)i電壓的平方；

考慮到不同節(jié)點(diǎn)配置光伏和儲(chǔ)能情況不同，因此各節(jié)點(diǎn)等效負(fù)荷和有所區(qū)別，表達(dá)式如下：

式中，和分別表示節(jié)點(diǎn)i的有功和無(wú)功負(fù)荷，Ω^load表示沒有安裝光伏和儲(chǔ)能的節(jié)點(diǎn)集合，Ω^pv表示僅安裝光伏的節(jié)點(diǎn)集合，Ω^ess表示僅安裝儲(chǔ)能的節(jié)點(diǎn)集合，Ω^pvess表示同時(shí)安裝光伏和儲(chǔ)能的節(jié)點(diǎn)集合；

所述安全約束條件為：

式中，和分別指節(jié)點(diǎn)電壓平方的最大值和最小值，表示支路電流平方的最大值；

所述重要負(fù)荷可靠供電約束條件為：

定義分別表示故障時(shí)間段內(nèi)儲(chǔ)能的充電有功功率、放電有功功率、充電無(wú)功功率、放電無(wú)功功率和儲(chǔ)能充放電狀態(tài)，假設(shè)在任意場(chǎng)景s中tr時(shí)刻發(fā)生故障，故障持續(xù)時(shí)間為Rt，則故障時(shí)間段t∈[tr,tr+Rt]儲(chǔ)能約束條件可表示為式(25)-(31)：

其中，式(25)-(30)的物理含義與式(7)-(12)含義相同，表示故障時(shí)間段內(nèi)儲(chǔ)能充放電功率及剩余電量約束；式(31)表示在故障發(fā)生初始時(shí)刻儲(chǔ)能的剩余電量與該時(shí)刻正常運(yùn)行狀態(tài)一致，該條件將正常運(yùn)行狀態(tài)與故障狀態(tài)進(jìn)行耦合；與故障時(shí)間段t∈[tr,tr+Rt]儲(chǔ)能運(yùn)行變量定義相同，可定義故障時(shí)間段內(nèi)光伏有功、無(wú)功變量滿足約束條件與式(14)-(16)類似，記為式(32)～(34)，表示故障時(shí)間段內(nèi)光伏運(yùn)行約束：

定義分別表示故障時(shí)間段內(nèi)的支路有功、無(wú)功、電流和電壓的平方及節(jié)點(diǎn)等效有功和無(wú)功負(fù)荷，故障時(shí)間段內(nèi)需滿足功率平衡、電壓、電流約束，其表達(dá)式與式(17)-(20)類似，記為式(35)-(38)；

定義故障時(shí)間段內(nèi)各節(jié)點(diǎn)負(fù)荷削減量變量為則故障時(shí)間段內(nèi)節(jié)點(diǎn)等效負(fù)荷為式(39)-(40)：

同時(shí)，故障時(shí)間段t∈[tr,tr+Rt]內(nèi)削負(fù)荷還需滿足以下約束條件：

式(41)表示削負(fù)荷量不能超過實(shí)際負(fù)荷量，式(42)表示重要負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷削減量為0，即在故障時(shí)間段內(nèi)不中斷供電，Ω^IL表示重要負(fù)荷節(jié)點(diǎn)集合；

所述采用凸優(yōu)化方法將混合整數(shù)規(guī)劃模型處理為混合整數(shù)二階錐規(guī)劃模型，并對(duì)獲得的混合整數(shù)二階錐規(guī)劃模型進(jìn)行求解的方法如下：

儲(chǔ)能運(yùn)維成本中配網(wǎng)向上級(jí)電網(wǎng)購(gòu)電電價(jià)往往高于售電電價(jià)即滿足因此，引入輔助變量將式(3)線性化：

對(duì)配網(wǎng)潮流約束(20)和(38)采用二階錐松弛的方法進(jìn)行變換，可得到：

為對(duì)比可靠性約束對(duì)規(guī)劃方案的影響，將不計(jì)及可靠性約束的模型和計(jì)及可靠性約束的模型分別記為M1和M2，表示如下：

式中，光伏及負(fù)荷典型運(yùn)行場(chǎng)景，每個(gè)場(chǎng)景s中典型日天數(shù)記為D_s；變量z表示不計(jì)及可靠性約束時(shí)，約束條件(5)-(19)、(21)-(24)、(45)-(46)中所包含模型變量；則變量r表示故障檢修時(shí)間段內(nèi)，可靠性約束條件(25)-(37)、(39)-(43)和(47)所新增變量，即

對(duì)獲得的上述分布式儲(chǔ)能規(guī)劃模型(48)和(49)進(jìn)行求解。