[发明专利]一种考虑容载比动态调整的储能站与变电站联合规划方法

权利要求书

1.一种考虑容载比动态调整的储能站与变电站联合规划方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1、根据历史数据预测规划年限负荷增长，确定地区的负荷特性；

步骤2、根据规划地区的负荷特性判断是否进行储能站和变电站的联合规划；

步骤3、根据储能对容载比计算系数的影响，修正所述计算系数中的分散系数K₁、主变压器运行率K₃、发展储备系数K₄，得到容载比的动态调整；

步骤4、根据规划年的储能渗透率，确定容载比指标的取值；

步骤5、以规划成本最小为目标函数，以满足负荷需求、储能运行为约束条件，建立储能站和变电站的联合规划模型；

其中：

修正后的所述分散系数计算如下：

式中，表示同一电压等级下在储能削峰影响后第n个变压器全年最大负荷值，该值与设定的储能削峰率有关系，P_max为规划电网总负荷年最大值；

修正后的所述主变压器运行率计算如下：

式中，G_0,n表示第n个变压器的额定容量，P_SSC,n表示第n个变压器独立可供应的最大负荷，P_NTC表示原来网架结构下变电站间可转供负荷容量，B_NTC表示由于储能配置变电站间可转供负荷容量新增部分；

为了方便在规划的时候直接量化，通过增加一个系数因子直接量化储能对所述主变压器运行率的影响，修正后的主变压器运行率计算如下：

式中，α_ess-3表示储能对电网转供能力的影响因子，E_ess÷(ω_load-maxP_max×H+E_ess)表示储能的渗透率，E_ess表示规划储能的容量，ω_load-max表示储能削峰率，H表示尖峰负荷持续时间；

修正后的所述发展储备系数计算如下：

K₄′＝max(ω₁α_ess-4k_load+ω₂k_build+ω₃k_com,1.05)

式中，α_ess-4表示储能对负荷增加速率预测的影响因子，k_load表示负荷增加情况的不确定性，k_build表示电网建设速度的不确定性系数，k_com表示地区发展及当地行政干预综合影响因素，ω₁、ω₂、ω₃表示影响权重，ω₁+ω₂+ω₃＝1，1.05表示设定的储备系数最小值；

所述目标函数如下式：

min C_ess-b+C_ess-r-C_ess-p+C_trans-b+C_trans-r

式中，C_ess-b表示储能设备的投资成本，C_ess-r表示储能设备运行维护成本，C_ess-p表示储能通过“峰谷套利”获得的运行收益，C_trans-b表示变压器运行维护及损耗成本，C_trans-r表示变压器设备的投资成本；

所述C_ess-b计算如下：

C_ess-b＝C_pP_ess-max+C_eE_ess-max

式中，C_p、C_e分别表示储能的单位充放电功率造价和单位容量造价，P_ess-max表示额定充放电功率，E_ess-max表示额定容量；

所述C_ess-p计算如下：

式中，D_s表示一年中储能运行所占的天数，T表示一天内调度时间段，在规划阶段，调度周期为小时，C_t表示t时段的电价，P_ess-dis,n(t)、P_ess-ch,n(t)分别表示第n年最大负荷运行日的t时储能的充放电功率；

所述C_trans-b计算如下：

C_trans-b＝C_trans-ps+C_trans-is+C_trans-ot

式中，C_trans-ps表示变压器设备购置费、C_trans-is表示设备安装调试费、C_trans-ot表示其他费用；

所述C_trans-r计算如下：

式中，G_trans-k表示变压器的空载损耗，G_trans-0表示变压器的负载损耗，T_y表示变压器年运行小时数，α_trans表示变压器的负载率，τ表示年最大负荷损耗小时数，C_V表示平均年电能成本费，C_main表示变压器每年运行维护成本；

所述负荷需求约束条件如下式：

式中，P_ess-ch(t)、P_ess-dis(t)表示储能在t时刻的充放电功率，P_L(t)表示t时刻的负荷需求，G_0,n(t)表示t时刻第n个变压器的额定容量，R_cr表示修正后的容载比；

所述储能运行约束条件如下式：

式中，E_ess(t)、E_ess(t+1)表示储能在t、t+1时刻的荷电容量，η_ch、η_dis表示储能的充放电效率，P_ess-ch(t)、P_ess-dis(t)表示储能在t时刻的充放电功率，P_ess-ch(t)、P_ess-dis(t)不能同时存在，因此引入状态约束，如下式：

式中，u_ess-ch(t)、u_ess-dis(t)表示0-1的状态变量，P_ess-max表示额定充放电功率；

为了保证储能在安全经济运行范围内充放电，引入荷电状态的上下限约束条件如下式：

式中，SOC_min、SOC_max分别表示储能荷电状态的上下限，E_ess-max表示额定容量；

为了保证每天储能初始状态都相同，能够正常投入一天的运行当中，且需要控制在调度周期内总放电量，引入储能容量约束条件如下式：

E_ess(0)＝E_ess(T)

式中，E_ess(0)、E_ess(T)分别表示一个调度周期开始和结束时的储能容量。