[發明專利]考慮重要負荷供電的配電網分布式儲能規劃方法及裝置

有效

• 申請號: 202110579079.8
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN113363964B
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發明（設計）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（專利權）人: 國網天津市電力公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/28;H02J3/32;H02J3/48;H02J3/50;H02J3/46;H02J9/06
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 張文華

1.考慮重要負荷供電的配電網分布式儲能規劃方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

針對實際配電網進行分布式儲能規劃，得到配電網中分布式儲能的規劃目標函數；

對獲得的規劃目標函數增加約束條件，所述約束條件包含分布式儲能配置和運行約束、光伏出力約束、配網潮流約束、安全約束和重要負荷可靠供電約束，從而獲得非凸非線性的混合整數規劃模型；

采用凸優化方法將混合整數規劃模型處理為混合整數二階錐規劃模型，并對獲得的混合整數二階錐規劃模型進行求解；

其中，所述分布式儲能配置約束為：

式(5)表示節點儲能容量約束，式(6)表示對儲能候選節點Ω^ess進行選址，不能超過配置數量上限N^ess；

所述分布式儲能運行約束為：

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

所述光伏出力約束為：

式中,為光伏在場景s中t時刻的最大功率輸出；為光伏的實際有功輸出，表示光伏的實際無功輸出，β角為光伏逆變器相角，為節點光伏配置容量；

所述配網潮流約束為：

式中，δ(i)為以i為終端節點的支路始端節點集合，π(i)為以i為始端節點的支路終端節點集合；P_ij,s,t和Q_ij,s,t分別表示節點i向節點j流動的有功和無功功率，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，為節點i電壓的平方；

考慮到不同節點配置光伏和儲能情況不同，因此各節點等效負荷和有所區別，表達式如下：

式中，和分別表示節點i的有功和無功負荷，Ω^load表示沒有安裝光伏和儲能的節點集合，Ω^pv表示僅安裝光伏的節點集合，Ω^ess表示僅安裝儲能的節點集合，Ω^pvess表示同時安裝光伏和儲能的節點集合；

所述安全約束條件為：

式中，和分別指節點電壓平方的最大值和最小值，表示支路電流平方的最大值；

所述重要負荷可靠供電約束條件為：

定義分別表示故障時間段內儲能的充電有功功率、放電有功功率、充電無功功率、放電無功功率和儲能充放電狀態，假設在任意場景s中tr時刻發生故障，故障持續時間為Rt，則故障時間段t∈[tr,tr+Rt]儲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，表示故障時間段內儲能充放電功率及剩余電量約束；式(31)表示在故障發生初始時刻儲能的剩余電量與該時刻正常運行狀態一致，該條件將正常運行狀態與故障狀態進行耦合；與故障時間段t∈[tr,tr+Rt]儲能運行變量定義相同，可定義故障時間段內光伏有功、無功變量滿足約束條件與式(14)-(16)類似，記為式(32)～(34)，表示故障時間段內光伏運行約束：

定義分別表示故障時間段內的支路有功、無功、電流和電壓的平方及節點等效有功和無功負荷，故障時間段內需滿足功率平衡、電壓、電流約束，其表達式與式(17)-(20)類似，記為式(35)-(38)；

定義故障時間段內各節點負荷削減量變量為則故障時間段內節點等效負荷為式(39)-(40)：

同時，故障時間段t∈[tr,tr+Rt]內削負荷還需滿足以下約束條件：

式(41)表示削負荷量不能超過實際負荷量，式(42)表示重要負荷節點的負荷削減量為0，即在故障時間段內不中斷供電，Ω^IL表示重要負荷節點集合；

所述采用凸優化方法將混合整數規劃模型處理為混合整數二階錐規劃模型，并對獲得的混合整數二階錐規劃模型進行求解的方法如下：

儲能運維成本中配網向上級電網購電電價往往高于售電電價即滿足因此，引入輔助變量將式(3)線性化：

對配網潮流約束(20)和(38)采用二階錐松弛的方法進行變換，可得到：

為對比可靠性約束對規劃方案的影響，將不計及可靠性約束的模型和計及可靠性約束的模型分別記為M1和M2，表示如下：

式中，光伏及負荷典型運行場景，每個場景s中典型日天數記為D_s；變量z表示不計及可靠性約束時，約束條件(5)-(19)、(21)-(24)、(45)-(46)中所包含模型變量；則變量r表示故障檢修時間段內，可靠性約束條件(25)-(37)、(39)-(43)和(47)所新增變量，即

對獲得的上述分布式儲能規劃模型(48)和(49)進行求解。