[发明专利]一种考虑减小峰谷差的储能选址定容多目标优化方法

权利要求书

1.一种考虑减小峰谷差的储能选址定容多目标优化方法，其特征在于包括以下步骤：

1)获取可再生能源出力数据、发电机出力数据和负荷数据；

2)根据步骤1)获取的数据建立考虑减小峰谷差的储能选址定容多目标模型，该模型以储能电站的位置、储能容量和储能电站的SOC为优化变量，以减小峰谷差和降低储能运行成本为目标，且考虑储能电站的模型约束及其运行约束；

3)根据所建模型，建立基于matlab环境的仿真平台，采用分支界定法确定若干个储能电站可行位置；同时设定初始化各可行位置上储能电站的容量、荷电状态SOC，输入至上述模型，并采用粒子群算法求解得到最优的储能电站的位置、容量、对应的SOC值、最小峰谷差值、储能投资费用、系统网损费用和储能充放电盈利总的成本；

上述考虑减小峰谷差的储能选址定容多目标模型的目标函数选取以下两个指标：

1)储能成本最低，其中储能成本包括储能投资费用、系统网损费用和储能充放电盈利，如下式所示：

式中Δt是时间间隔；N_bus是系统节点数；p是储能电站的单位容量成本造价；q(t)是在t时刻的电价；C_i是在i节点处储能电站的容量；z_i是在i节点的二进制变量，如下式所示：

表示网损，P_Ii(t)是在t时刻i节点处的净有功注入功率总和，如下式所示：

其中，P_i^net(t)是在t时刻i节点处的净有功注入功率，它包括负荷、发电机和可再生能源出力，但不包括交换功率P_i(t)；V_i(t)表i节点上的电压，Y_ik是i节点与_j节点之间的线路导纳，V_ik是i节点与k节点之间的电压；(x)^*称x的伴随矩阵；

2)减小峰谷差

以峰谷差最小为优化目标，如下式所示：

式中P_a为系统平均负荷，P_L(t)为系统典型日负荷需求。

2.如权利要求1所述的一种考虑减小峰谷差的储能选址定容多目标优化方法，其特征在于模型中储能电站运行特性包括如下：

1)充电过程

S(t)＝(1-δΔt)S(t-1)+P_i^c(t)Δtη_c/C

2)放电过程

式中，S(t)是在t时刻储能的荷电状态；S(t-1)是在t-1时刻储能的荷电状态；δ是自放电率；P_i^c(t)和P_i^d(t)分别是充电和放电功率；η_c和η_d分别是充电和放电效率；C是储能电站的容量；Δt是时间间隔；

充电功率和放电功率存在如下的关系：

式中，P_i(t)是储能电站和电网之间的一个交换功率，T是在相同时间间隔内所取的最大时刻；对单独的一个储能电站来说，同一时刻的P_i^c(t)和P_i^d(t)值互斥，有且只有一个为零。

3.如权利要求1所述的一种考虑减小峰谷差的储能选址定容多目标优化方法，其特征在于最优模型约束条件包括如下：

1)节点功率约束

式中，P_i和Q_i分别是i节点的有功和无功注入功率，V_i和V_j分别是i节点和j节点的电压，θ_ij是i节点和j节点之间的电压相角差，G_ij和B_ij分别是i节点和j节点之间线路的电导和电纳；

2)节点电压幅值和相角约束

式中，V_i和分别是节点电压V_i的下限和上限，θ_i和分别是节点电压相角θ_i的下限和上限；

3)传输容量约束

P_ij＝V_iV_j(G_ijcosθ_ij+B_ijsinθ_ij)-V_i²G_ij

式中，P_ij是i节点和j节点之间的线路潮流，是i节点和j节点之间的最大线路传输容量；

4)储能电站及其功率约束如下：

式中，S_i和分别是储能电站SOC值S_i的下限和上限；

式中，和分别是储能电站的最大持续充电和放电功率；

5)储能电站的容量C_i约束如下：

C≤C_i

式中，C是储能电站的最小容量，C大于零。