一种电力系统配电网储能的稳定性调控方法、介质及系统与流程

本发明属于配置方法，具体而言，涉及一种电力系统配电网储能的稳定性调控方法、介质及系统。

背景技术：

1、电力系统是一个复杂的能源供应和分配系统，旨在将电能从发电站传输到最终用户。它包括发电、输电、变电、配电和最终用户之间的各种组件和设备，以确保电能的可靠供应和分配。电力系统通常由电力公司、发电厂、输电线路、变电站、配电网和各种监测和控制系统组成。配电网是电力系统的一个重要组成部分，它负责将高压电能从变电站输送到低压电网，然后分配到家庭、工业设施和商业用途。随着可再生能源的增加和电动车辆的普及，配电网的复杂性和负荷变化也在增加，这对电力系统的稳定性和可靠性提出了新的挑战。

2、传统电力系统中，频率和电压波动可能更加显著。当负荷突然增加或发电机出现故障时，可能导致系统频率下降或电压波动，从而影响供电质量和稳定性。传统电力系统通常依赖备用发电机组来处理紧急情况。这些备用发电机需要时间来启动和连接到电力系统，因此在故障发生时可能导致较长的停电时间。传统电力系统可能会浪费掉在低负荷期间产生的多余电能，因为电力系统的供应和需求必须保持平衡。这可能导致过度的发电，而未能将多余的电能储存和重新利用。传统电力系统可能更容易受到外部因素的影响，如恶劣天气、故障和其他紧急情况。这可能导致供电不稳定，影响用户的电力质量和可用性。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种电力系统配电网储能的稳定性调控方法、介质及系统，能够稳定供电，提高电力质量和可用性。

2、本发明是这样实现的：

3、本发明的第一方面提供一种电力系统配电网储能的稳定性调控方法，其中，包括以下步骤：

4、s10，计算在电力系统运行时配电网储能系统的储能容量，获得不同状态下的配电网储能结构特征图，记为特征图，其中，所述配电网储能系统包括蓄电系统、新能源系统及传统机组系统；

5、s20，通过灰度—梯度共生矩阵描绘所述特征图中的数据关系，获得稳定性系数；

6、s30，利用所述稳定性系数对配电网储能稳定性进行判断，并提出调控策略；

7、s40，配电网的运行状态总体上分为正常运行状态和调节运行状态，通过对比所述正常运行状态和所述调节运行状态下的所述稳定性系数得到配电网储能稳定性判断方法。

8、本发明提供的一种电力系统配电网储能的稳定性调控方法的技术效果如下：电力系统配电网储能的稳定性调控方法可以显著提高电力系统的可靠性、灵活性和鲁棒性，可以减少电力系统中断和停电的风险，提高供电质量和用户满意度，促进可再生能源的有效集成，并为电力系统运营商带来经济和环境效益

9、在上述技术方案的基础上，本发明的一种电力系统配电网储能的稳定性调控方法还可以做如下改进:

10、其中，配电网内部所述蓄电系统、所述新能源系统、所述传统机组系统功率要求应满足如下约束：

11、

12、式中，为蓄电系统容量，为新能源容量，为传统机组容量，为配电网的负荷需求。

13、采用上述改进方案的有益效果为：通过合理约束配电网内部蓄电系统、新能源系统和传统机组系统的功率要求可以优化电力系统的运行，提高可靠性，降低成本，减少对化石燃料的依赖，促进可再生能源的集成，并适应未来的能源转型；这些效果有助于构建更可持续、可靠和高效的电力系统。

14、进一步的，所述电力系统中每个时刻蓄电系统容量总和表达式为：

15、

16、式中，ncs为抽水蓄能系统的数量和容量，ndr为超级电容的数量和容量，ndc为蓄电池的数量和容量。

17、进一步的，所述电力系统中每个时刻新能源容量总和表达式为：

18、

19、式中，为风力发电容量，为光能发电容量，为水力发电容量。

20、进一步的，所述配电网储能系统的储能容量表示为：

21、

22、

23、

24、

25、其中，表示蓄电储能有功容量，表示新能源有功容量，表示传统机组有功容量，表示配电网需要的有功容量，j表示复功率中超前有功容量相角90度的无功容量，方便在特征图上表示该点的位置；

26、在复平面中，将四种所述储能容量以四个点坐标表示，将所述坐标连接线所围成的图形得到所述特征图。

27、采用上述改进方案的有益效果为：通过特征图提供了一个直观的方式来表示和分析不同储能容量的能源组合，并利用其形状、大小和位置提供有益的信息和洞察；它可以支持能源规划、决策制定、评估能源系统的灵活性，并帮助解决能源需求与供应之间的差距。

28、进一步的，所述通过灰度—梯度共生矩阵描绘所述特征图中的数据关系，其中将灰度—梯度共生矩阵p(i,j)定义为共同具有灰度值i和梯度值j的总像素数，随机选取2个纹理特征，包括能量和灰度熵：

29、能量l1为：

30、

31、其中，i表示灰度值，j表示梯度值，p表示在i和j下的总像素数；

32、灰度熵l2为：

33、

34、采用上述改进方案的有益效果为：通过使用灰度-梯度共生矩阵来描绘特征图中的数据关系，可以提供更丰富的信息和纹理特征，有助于更全面、定量地分析不同储能容量之间的关系和差异；这可以支持更高级别的数据分析、分类和决策制定，为能源规划和储能系统优化提供有益的洞察。

35、进一步的，为分析不同状态下的配电网储能特征，将两个所述纹理特征按如下方法做归一化处理，得到配电网的稳定性系数：

36、

37、式中，t为电力系统中的某个时刻，i取1或2，表示纹理特征对应的稳定性系数θi对应的稳定性系数，θ1表示在能量特征下的稳定性系数，θ2表示在灰度熵特征下的稳定性系数。

38、采用上述改进方案的有益效果为：通过对两个纹理特征进行归一化处理，可以提高配电网稳定性系数的准确性、可比性和可解释性，从而更好地理解和评估配电网的稳定性；这对于电力系统运营和维护具有重要意义，可以帮助预测潜在的稳定性问题并采取适当的措施。

39、进一步的，所述通过对比所述正常运行状态和所述调节运行状态下的所述稳定性系数得到配电网储能稳定性判断方法，包括：

40、若θ1>0.3，则配电网处于正常运行状态，此时应增加新能源消纳，减少运行成本；否则处于调节运行状态，则需进一步判断调节方式，若θ2>2.4，说明新能源消纳不足，难以供应负荷，需增加蓄电系统出力；若θ2<2.4，说明蓄电系统出力过多，应减少蓄电系统出力，以维持配电网储能的稳定性。

41、采用上述改进方案的有益效果为：通过对比配电网正常运行状态和调节运行状态下的稳定性系数，可以获得有益的效果，包括评估储能对稳定性的影响、优化储能系统配置和控制策略、预测储能系统性能，并提供可视化和沟通的工具；这些效果有助于指导储能系统的应用和集成，以提高配电网的储能稳定性。

42、本发明的第二方面提供一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质内存储有程序指令，所述程序指令运行时，用于执行上述的一种电力系统配电网储能的稳定性调控方法。

43、本发明的第三方面提供一种电力系统配电网储能的稳定性调控系统，其中，包括上述的计算机可读存储介质。

44、与现有技术相比较，本发明提供的一种电力系统配电网储能的稳定性调控方法、介质及系统的有益效果是：电力系统配电网储能的稳定性调控方法可以显著提高电力系统的可靠性、灵活性和鲁棒性，可以减少电力系统中断和停电的风险，提高供电质量和用户满意度，促进可再生能源的有效集成，并为电力系统运营商带来经济和环境效益：

45、1：供电可靠性提升：储能系统的稳定性调控方法可以提高电力系统的供电可靠性；通过快速响应电力系统的频率和电压变化，储能系统可以平衡供需之间的差异，减少电力系统中断和停电的风险；这有助于确保用户的持续供电，并减少对备用发电机组的依赖；

46、2：负载平衡和峰值削平：储能系统可以用于负载平衡和峰值削平，在高负荷期间释放储存的电能，减轻电力系统的负荷压力，避免系统过载；这有助于提高系统的稳定性和效率，并降低对传统发电机的需求，从而减少对化石燃料的消耗和环境影响；

47、3：快速响应和频率控制：储能系统可以通过快速注入或吸收电能来实现快速响应和频率控制；当电力系统的频率下降或超出合适的范围时，储能系统可以迅速调节供应，以维持稳定的频率；这有助于防止频率波动对电力系统造成损害，并保持用户设备的正常运行；

48、4：电压稳定性调节：储能系统还可以用于电压稳定性调节；在低电压条件下，储能系统可以向电力系统注入电能，提高电压水平，避免设备故障和电压下降引起的问题；而在高电压条件下，储能系统可以吸收多余的电能，降低电压水平，保护设备免受过电压损害；

49、5：应急备用电源：储能系统可以作为应急备用电源，在主电源中断或故障时提供紧急供电；它可以迅速接管供电，确保关键设施和服务的连续运行，如医院、通讯基站等；这有助于降低停电对社会和经济活动的影响，并提高紧急情况下的应对能力。