[发明专利]电力系统储能配置方法、装置、计算机设备和存储介质

说明书

本申请涉及一种电力系统储能配置方法、装置、计算机设备和计算机可读存储介质。所述方法包括：建立储能配置模型，该储能配置模型包括成本目标函数和约束条件；建立电力系统频率偏差、同步发电机组切机功率与储能节点装机功率之间的关系，得到频率偏差‑切机功率‑装机功率关系；获取电力系统中各台同步发电机组切机功率；根据各个同步发电机组切机功率、频率约束条件和频率偏差‑切机功率‑装机功率关系，计算电力系统中每一个同步发电机组切机时的最小储能功率；将上述最小储能功率代入储能配置模型，求解得到成本最小的储能节点分布、储能节点装机功率以及输电线扩建方案。本方法考虑了潮流约束，能够保证电力系统安全性，同时降低成本。

技术领域

本申请涉及电力系统建设技术领域，特别是涉及一种电力系统储能配置方法、装置、计算机设备和计算机可读存储介质。

背景技术

随着电力系统清洁能源转型，风电光伏等可再生能源迅速发展。电力系统中的可再生能源经电力电子变流器并网，加之我国特高压输电工程的发展，电力系统逐渐演变成为交直流混联连电网。电力系统呈现大规模的直流送入导致部分系统中的同步机组所占比例降低，系统呈现出弱惯性的特点。在惯性水平较低的系统中，发生有功功率扰动时，由于通过电力电子变换器并网的可再生能源以及外来直流电与系统频率解耦，无法有效提供频率支撑，系统会面临严重的频率安全问题。

储能由于其响应快速，灵活可控，具有出色的调频能力，可在系统发生功率扰动时提供紧急支撑，提升系统的频率稳定性。但由于储能成本较高，并且其参与调频提供有功支撑受到系统线路负载率约束，需要考虑输电线路的扩建以及储能的选址定容问题以合理利用储能。

总体而言，目前关于储能参与电力系统调频的规划相关研究大都基于系统最严重切机工况或者历史频率曲线。而电力系统发生故障的位置不同会影响系统的潮流分布，基于传统的储能配置方法在提供频率支撑时会产生潮流越限的问题，严重时潮流越限可引发电力系统大面积瘫痪。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够保证电力系统安全性，同时降低成本的电力系统储能配置方法、装置、计算机设备和计算机可读存储介质。

一种电力系统储能配置方法，所述方法包括：

建立储能配置模型，该储能配置模型包括成本目标函数和约束条件；该成本目标函数包括储能节点总成本和扩建线路成本；该约束条件包括潮流等式约束、同步发电机组装机功率约束、储能节点装机功率约束、线路负载约束和频率约束；建立电力系统频率偏差、同步发电机组切机功率与储能节点装机功率之间的关系，得到频率偏差-切机功率-装机功率关系；获取电力系统中各台同步发电机组的切机功率；根据各个同步发电机组的切机功率、该频率约束条件和该频率偏差-切机功率-装机功率关系，计算电力系统中每一个同步发电机组切机时维持系统频率稳定的最小储能功率；将该电力系统中每一个同步发电机组切机时维持系统频率稳定的最小储能功率代入该储能配置模型，求解满足该约束条件的储能配置方案，选择使该成本目标函数最小的储能配置方案作为最终选定的储能配置方案；该储能配置方案包括储能节点分布、储能节点装机功率以及输电线扩建方案。

在其中一个实施例中，该储能节点总成本包括储能节点的功率成本和储能节点的容量成本；该扩建线路成本包括扩建线路单位长度成本与扩建线路总长度的乘积。

在其中一个实施例中，该潮流等式约束包括：

其中，A为系统的节点支路关联矩阵；P^k为同步发电机组k切机时系统支路功率列向量；为同步发电机组k切机时节点注入有功功率列向量；为同步发电机组k切机时发电机有功功率列向量；为同步发电机组k切机时除同步发电机组k外，其他同步发电机组增发有功功率列向量；为同步发电机组k切机时储能节点增发有功功率列向量；P_L0为节点有功负荷需求列向量；为同步发电机组k切机时节点负荷变化量列向量。

该同步发电机组装机功率约束包括：