[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

说明书

本发明公开了一种考虑减小峰谷差的储能选址定容多目标优化方法。本发明分析历史数据建立考虑可再生能源出力的分布式储能选址定容的最优模型，以储能电站的位置、容量和每个时刻的SOC为优化变量，以降低储能运行成本、减小峰谷差为目标，考虑设备模型约束和系统运行约束；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，输入至上述模型，并采用粒子群算法求解得到最优数据。本发明能有效解决储能最优选址定容问题，减少峰谷差，降低储能运行成本。

技术领域

本发明属于电力系统规划领域，具体地说是一种考虑减小峰谷差的储能选址定容多目标方法。

背景技术

随着我国经济结构的逐渐转型升级，用户用电需求逐年攀升，导致负荷曲线起伏波动,形成峰谷现象,即造成很大的峰谷差。建设储能电站可以帮助电网实现峰谷用电的均衡，减小负荷峰谷差，补充电网的高峰缺口。

由于储能系统造价高，如何合理安排储能选址定容规划不仅可有效地降低储能成本，解决储能造价昂贵问题，而且能够减小峰谷差，实现峰谷用电的均衡。国内外现有考虑储能系统选址定容的电网规划方法，一方面没有考虑减小峰谷差来均衡用电和供电；另一方面只考虑固定容量和功率的储能装置，忽略其规模和选址优化可能导致运行成本不理想。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供一种考虑减小峰谷差的储能选址定容多目标方法。通过建立双层优化模型，即外层采用分支界定法确定储能的选址问题，内层采用粒子群算法确定储能最佳位置上的存储容量和功率、荷电状态(SOC)、最小总成本和最小峰谷差值，以有效解决考虑减小峰谷差和降低储能运行成本的储能最优选址定容问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：一种考虑减小峰谷差的储能选址定容多目标方法，其包括步骤：

1)从某地区统计局获取可再生能源(风电/光伏/水电等)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最优模型，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。

本发明考虑减小峰谷差的储能选址定容多目标优化方法，相比较其他的确定储能选址定容的方法，本发明不仅以间接式电源消纳最大化，以减小峰谷差和以储能的投资费用、系统网损费用、储能盈利的总成本最小，而且考虑了该储能系统的安全性、可靠性等指标。

考虑减小峰谷差的储能选址定容多目标模型：

A.储能电站的运行特性

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