[发明专利]一种基于灵敏度分析的光储容量优化方法与系统

说明书

本发明公开了一种基于灵敏度分析的光储容量优化方法与系统。本发明的方法包括：步骤1)，获取配电网的潮流计算数据；步骤2)，获取目标函数的约束条件和参数；步骤3)，采用灵敏度分析算法计算含分布式光伏的配电网潮流。本发明主要用于优化配电网中分布式光伏及储能系统的接入容量，这对配电网规划、维护或升级有重要的作用。

技术领域

本发明涉及分布式光伏领域，具体地说是一种基于灵敏度分析的光储容量优化方法与系统。

背景技术

随着与天气有关的分布式可再生能源(如光伏系统和风电场)越来越多地连接到配电网，能够补偿分布式可再生能源发电间歇性的储能系统是必需的。

但已有研究很少优化可再生能源及储能系统的容量，并且加入的可再生能源不具有无功功率控制能力。

优化具有无功功率控制能力的分布式光伏以及存储系统的容量的问题应考虑以下因素：

(1)实际的配电网络和不断变化的需求。一个配电网络可能有相对较低、中等或高容量的光伏系统和存储系统。此外，由于客户的电力需求随着时间的推移而不断变化，因此在拟议的优化模型中，作为输入的需求也应随时间而变化。

(2)太阳辐照度的短期变化。太阳对光伏电池板的辐照度总是因为天气扰动或短暂的云量而表现出多变性。因此，光伏系统的发电输出应包括这种变化(例如突然的能量过剩和短缺)。

(3)无功率控制。许多分布式光伏可以参与电压调节时的无功控制。

目前，许多基于逆变器的并网分布式光伏，如光伏系统、风力发电场、热电联产系统和微型涡轮机，都可以在分布式光伏的业主和公用事业双方的协议下参与控制无功功率，这通常是在允许的功率因数限制下进行的，即电压/无功控制和管理。

分布式光伏和储能系统的最佳容量问题应该考虑到具有无功功率控制能力的最先进的逆变器。例如，如果分布式光伏所连接的节点电压大小在图1中的V₁和V₂之间，则分布式光伏的逆变器不参与控制无功功率，换句话说，它仅产生有功功率，无功功率为0。但是，如果母线电压增加到V₂或更高，逆变器可以吸收无功功率。相反，如果母线电压降低到小于V₁，则逆变器可以像电容性负载一样产生无功功率。

图1中所示的电压/无功控制和管理的特性可以通过数学模型建模：

其中：Q表示无功功率；V表示节点i的电压；V₁、V₂分别是节点电压是否需要调节的上下限，V_min、V_max分别是节点电压正常工作的最小最大值，Q_min、Q_max分别表示可调节的无功功率最小最大值。

如果分布式光伏，特别是光伏系统参与电压/无功控制，则在特定电压水平下注入或吸收的无功功率的数量由线路电压变化率和逆变器的额定值决定。实际上，如果电压变化率已知，则逆变器可以在设定的电压内调节逆变器所连接节点的电压。

γ＝Sign(ΔV_i(j))×90° (5)

其中，V_set,i表示节点i的正序目标电压；V_i(j)表示迭代j时节点i的正序电压；Z_bus,i表示节点i的正序阻抗；ΔI_q,i(j)表示迭代j时节点i的正序电流变化；ΔI_i(j)表示节点i流入或流出的电流；表示节点i的A相相角；表示节点i B相相角；表示节点iC相相角；Sign(x)表示若x0,+1；x＝0,0；否则-1的函数。