[发明专利]一种基于储能电池的分布式光伏高渗透率电网电压优化方法

说明书

本发明涉及一种基于储能电池的光伏高渗透率电网电压优化方法，其特点是，包括电压越限机理与基于储能电池改善电压越限的机理分析、改善电压越限的优化模型及求解、储能电池最优配置容量的确定。本发明充分考虑了从用户侧角度切入，并结合了电压越限机理和基于储能电池改善电压越限的机理，通过遗传算法求解，实现改善系统节点电压水平，获得储能电池的最优配置容量值，具有科学合理，实用效果佳等优点，能够为配电网中储能电池的定容、运行控制等提供依据。

技术领域

本发明是一种基于储能电池的分布式光伏高渗透率电网电压优化方法。

背景技术

分布式光伏发电作为可再生能源发电的一种形式，以其高效优质、清洁环保等优点。据统计，截至2015年底，我国光伏发电累计装机容量4318万kW，成为全球光伏发电装机容量最大的国家。其中，分布式光伏装机606万kW，占比14％。分布式光伏产业已列入我国“十三五”规划重点发展对象，发展迅速、前景广阔。

分布式光伏接入配电网后，使传统的配电网由单电源辐射型网络向双电源、多电源复杂拓扑网络结构转变，给配电网带来一系列的影响，如节点电压越限问题，已成为制约分布式光伏广泛应用的严重障碍：一方面，电能质量失优、供电低效，甚至造成负荷运行异常；另一方面容易引起分布式光伏系统脱网，能源利用率低下，经济性不佳。随着分布式光伏接入配电网规模的迅速增大，研究如何改善分布式光伏高渗透配电网的电压越限问题，对保证配电网安全、经济运行有重要的意义。

储能电池作为一种储能装置应用广泛，必要时让其参与配电网电压调节的目的是可以考虑的。另外，储能电池的充放电行为可以人为控制，且不受地区负荷消纳能量的影响，在理论上是可以有效跟踪分布式光伏电源对配电网的影响变化，及时消纳分布式光伏电源多发能量，实现改善配电网各节点电压水平的目的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提出一种科学合理，能够充分考虑储能电池参与配电网电压调节运行，以改善节点电压水平为目标，以储能电池充电功率限值及系统功率平衡为约束，通过遗传算法寻优，获得储能电池的最优充电功率调度值，进而确定储能电池最优配置容量的基于储能电池的光伏高渗透率电网电压优化方法。

解决其技术问题采用的技术方实施是：一种基于储能电池的分布式光伏高渗透率配电网电压优化方法，其特征是，它包括：电压越限机理与基于储能电池改善电压越限的机理分析、改善电压越限的优化模型及求解、储能电池最优配置容量的确定，具体步骤有：

1.一种基于储能电池的分布式光伏高渗透率配电网电压优化方法，其特征是，它包括：电压越限机理与基于储能电池改善电压越限的机理分析、改善电压越限的优化模型及求解、储能电池最优配置容量的确定，具体步骤有：

1)电压越限机理与基于储能电池改善电压越限的机理分析

辐射式配电网在无分布式光伏电源接入时，配电网潮流流向总是从网络的首端流向末端，随着分布式光伏电源的接入，配电网潮流流向可能发生逆向流动；配电网已不再是仅为负荷供电的被动网络，而是变成了能与分布式光伏电源、负荷进行互动的交互网络；当分布式光伏电源向配电网注入功率时，相应的节点处的电压有可能升高，这种情况更可能出现在高渗透率分布式光伏电源接入配电网时；配电网中除接入负荷和分布式光伏电源之外，还配置了一定容量的储能电池；当分布式光伏电源的渗透率处于较低水平，无节点发生电压越限时，此时储能电池不参与调节电压；当分布式光伏电源的渗透率较高而使节点电压发生越限时，电网允许储能电池参与，对储能电池的充电功率进行调度，以改善节点电压越限；通过对节点处储能电池的充电功率进行合理的调度，能够解决配电网中因高渗透率分布式光伏电源的接入而引起的电压越限问题；

2)改善电压越限的优化模型及求解

对储能电池充电功率的合理调度能够有效解决由高渗透率分布式光伏电源引起的配电网电压越限问题；构建基于对储能电池充电功率最优调度，以使得配电网中各节点电压越限能够得到改善电压越限的优化模型如下：