专利名称：基于供蓄能力的配电网储能装置选址定容方法
技术领域：
本发明涉及智能电网领域对于储能装置的兼容技术，具体涉及一种基于供蓄能力的配电网储能装置选址定容方法。
背景技术：
在能源短缺、环境保护和气候变化等问题日益突出的背景下，开发清洁能源、建设智能电网成为当今世界各国的共同选择，大规模分布式储能系统(Distributed EnergyStorage System, DESS)和分布式发电(Distributed Generation, DG)的接入是智能电网发展的趋势。储能系统所具备的充放电能力，使智能电网成为具有柔性调节特性的网络，对于改善电网安全经济运行特性、兼容间歇式电源接入具有重要作用。储能系统接入电网后，不仅可以实现电网削峰填谷、降低线损和减少输变配设施投资，还可以有效兼容分布式电源尤其是间歇性电源对电网的冲击，提高电网的安全稳定性和需求侧用户可靠性。作为智能电网兼容性研究的重要前提和关键问题，储能系统的选址定容技术，要综合考虑电网经济和安全需求。目前，国内外对储能系统的研究仍集中在对储能本身的输出功率控制即PCS控制上，而储能系统在电网中应用的研究还相对比较缺乏，国内外学术界和工业界仅仅初步展开储能接入电网方便的定性研究。有鉴于此，本发明旨在建立定量分析储能接入对电网系统影响(包括储能自身以及与DG的配合)的数学模型与供蓄能力指标，提出建立兼顾配电网网络安全性与经济性的多目标优化策略，求取储能系统在配电网中的最优选址定容方案。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种基于供蓄能力的配电网储能装置选址定容方法。本发明通过以下技术方案实现:—种基于供蓄能力的配电网储能装置选址定容方法，包括:S1:计算一配电网的储能系统的供蓄能力指标，用于量化分析储能系统消除或削弱外部输入功率或内部系统的吸收功率的能力；S2:建立基于供蓄能力指标的电网转供能力安全运行目标函数，用于衡量兼容储能系统和分布式发电系统的配电网安全裕度，包括:基于供蓄能力的智能电网转供能力指标、模型；S3:采用供蓄能力指标作为依据进行安全运行目标函数的初始可行解筛选的依据，并通过量化分析储能系统对网络安全与经济性的影响，计算储能装置的安装地点和容
量配置范围。较佳的，步骤SI包括:Al:初始化，设定时间步长A T、充/放电倍数改变步长A k，并把储能系统的充/放电倍数设定为额定最大充电倍数；
A2:计算以最大充/放电倍数充电一个时间步长后储能系统的剩余能量，并判断剩余能量是否满足储能系统能量上下限约束；A3:若储能系统剩余能量不满足能量上下限约束，将储能系统充电系数减小Ak，重复步骤A2 ;若满足能量上下限约束，进行潮流计算，求解支路电流与节点电压；A4:判断支路电流是否满足电流约束，以及节点电压是否满足电压约束，若不满足任何一项约束，则将储能系统充电系数减小Ak，并重复步骤S2 ;若所有约束都满足，则计算结束，输出充电系数k ;若储能系统初始额定充电功率为P'则蓄电能力Pc^k Pcr ；A5:若储能系统剩余能量不满足能量下限约束，将储能系统充电系数减小Ak，重复步骤S2 ;若满足能量下限约束，进行潮流计算，求解支路电流与节点电压；A6:判断支路电流是否满足电流约束，以及节点电压是否满足电压约束，若不满足任何一项约束，则将储能系统放电系数减小Ak，并重复步骤S2 ;若所有约束都满足，则计算结束，输出充电系数k ;若储能系统初始额定放电功率为P'则供电能力Pd=k P'较佳的，步骤S2包括:B1:选择非故障供电恢复区域；B2:去除分支线；B3:拓扑连通约束；B4:计算储能系统和分布式电源接入的系统转供能力。较佳的，步骤B4采用优化算法计算，优化算法的目标函数为:
权利要求
1.一种基于供蓄能力的配电网储能装置选址定容方法，其特征在于，包括: S1:计算一配电网的储能系统的供蓄能力指标，用于量化分析储能系统消除或削弱外部输入功率或内部系统的吸收功率的能力； 52:建立基于供蓄能力指标的电网转供能力安全运行目标函数，用于衡量兼容储能系统和分布式发电系统的配电网安全裕度，包括:基于供蓄能力的智能电网转供能力指标、模型； 53:采用供蓄能力指标作为依据进行所述安全运行目标函数的初始可行解筛选的依据，并通过量化分析储能系统对网络安全与经济性的影响，计算储能装置的安装地点和容量配置范围。
2.如权利要求1所述的基于供蓄能力的配电网储能装置选址定容方法，其特征在于，所述步骤SI包括: Al:初始化，设定时间步长△ T、充/放电倍数改变步长△ k，并把储能系统的充/放电倍数设定为额定最大充电倍数； A2:计算以最大充/放电倍数充电一个时间步长后储能系统的剩余能量，并判断剩余能量是否满足储能系统能量上下限约束； A3:若储能系统剩余能量不满足能量上下限约束，将储能系统充电系数减小Ak，重复步骤A2 ;若满足能量上下限约束，进行潮流计算，求解支路电流与节点电压； A4:判断支路电流是否满足电流约束，以及节点电压是否满足电压约束，若不满足任何一项约束，则将储能系统充电系数减小Ak，并重复步骤S2 ;若所有约束都满足，则计算结束，输出充电系数k ;若储能系统初始额定充电功率为P'则蓄电能力Pc=k Pcr ； A5:若储能系统剩余能量不满足能量下限约束，将储能系统充电系数减小Ak，重复步骤S2 ;若满足能量下限约束，进行潮流计算，求解支路电流与节点电压； A6:判断支路电流是否满足电流约束，以及节点电压是否满足电压约束，若不满足任何一项约束，则将储能系统放电系数减小Ak，并重复步骤S2 ;若所有约束都满足，则计算结束，输出充电系数k ;若储能系统初始额定放电功率为P'则供电能力Pd=k Pdr
3.如权利要求1所述的基于供蓄能力的配电网储能装置选址定容方法，其特征在于，所述步骤S2包括: B1:选择非故障供电恢复区域； B2:去除分支线； B3:拓扑连通约束； B4:计算储能系统和分布式电源接入的系统转供能力。
4.如权利要求3所述的基于供蓄能力的配电网储能装置选址定容方法，其特征在于，所述步骤B4采用优化算法计算，所述优化算法的目标函数为:
5.如权利要求1所述的基于供蓄能力的配电网储能装置选址定容方法，其特征在于，所述步骤S3包括: Cl:计算储能系统选址定容安全性指标； C2:计算储能系统选址定容经济性指标； C3:计算储能系统选址定容模型。
6.如权利要求5所述的基于供蓄能力的配电网储能装置选址定容方法，其特征在于，在所述步骤C3中: 所述储能系统选址定容模型通过一个n维向量X表示:x G Rn X=U1, x2,…，xn)T,其中n为可供储能系统选址的个数，向量X的第i个元素Xi表示在第i个可供储能系统选址的地点所配置储能系统的容量值； 储能系统配置的容量是一个离散值，即％ G {0, Ebase, 2 XEbase,…NXEbase}，其中Ebase表示储能系统可配置的基准容量。
7.如权利要求6所述的基于供蓄能力的配电网储能装置选址定容方法，其特征在于，所述储能系统步骤C3满足: 储能系统的最大安装容量约束，表示为
8.如权利要求5所述的基于供蓄能力的配电网储能装置选址定容方法，其特征在于，所述储能系统选址定容安全性指标表示为:APrram =P^ -1，其中，A Plrans是储能系统接入配网后对于馈线转供能力的提升；P=表示的是储能系统接入配电网后馈线的最大转供能力，此时储能系统的=，对应馈线上所有接入的储能系统的最大容量 之和；K 表示的是未接入储能系统配电网馈线的最大转供能力。
9.如权利要求5所述的基于供蓄能力的配电网储能装置选址定容方法，其特征在于，所述储能系统选址定容经济性指标表示为:
全文摘要
一种基于供蓄能力的配电网储能装置选址定容方法，包括S1计算一配电网的储能系统的供蓄能力指标，用于量化分析储能系统消除或削弱外部输入功率或内部系统的吸收功率；S2计算基于供蓄能力指标的电网转供能力安全运行目标函数，用于衡量兼容储能系统和分布式发电系统的配电网安全裕度，包括基于供蓄能力的智能电网转供能力指标、模型；S3采用供蓄能力指标作为依据进行初始可行解筛选的依据并通过量化分析储能系统对网络安全与经济性的影响，计算储能装置的安装地点和容量配置范围。
文档编号H02J3/28GK103178536SQ20131004829
公开日2013年6月26日 申请日期2013年2月6日 优先权日2013年2月6日
发明者刘 东, 黄玉辉, 廖怀庆, 尤毅, 翁嘉明, 陈飞, 潘飞 申请人:上海交通大学