[发明专利]固定式与移动式混合储能系统优化配置系统及方法

说明书

本发明提供了一种固定式与移动式混合储能系统优化配置系统及方法，对配电网的实际运行场景进行聚类，确定最佳聚类数目，确定配电网正常运行情况下的典型运行场景；在典型运行场景下，构建混合整数线性规划模型，进行优化配置，得到第一储能配置结果；在配电网故障场景下，构建两阶段鲁棒优化配置模型，以第一储能配置结果中的节点为候选节点，进行优化配置，并采用列与约束生成算法进行求解，得到第二储能配置结果；综合考虑第一储能配置结果、第二储能配置结果和各储能安装节点的地理位置，进行优化，得到最优配置结果。本发明在正常运行情况下提高配电网运行经济性，在故障情况下最大化提高配电网负荷恢复率。

技术领域

本发明属于弹性配电网系统优化技术领域，具体涉及一种固定式与移动式混合储能系统优化配置系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

储能系统(Energy storage systems,ESSs)在配电网(Distribution network，DN)中能够起到配电网调压、平滑负荷曲线、通过峰谷电价差异进行套利、提高可再生能源渗透率、提高电力系统可靠性、参与需求侧响应改善电能质量等作用。除目前应用较广泛的固定式储能系统，近年来可移动式储能系统凭借其可移动性、运行灵活性和在故障情况下的支撑能力引起了研究学者的广泛关注。固定式储能系统(Station energy storagesystems,SESSs)和移动式储能系统(Mobile energy storage systems,MESSs)的存在和发展将在未来配电网中起到至关重要的作用。如何利用固定式储能系统和移动式储能系统的各自优势，在不同优化目标下改善配电网运行情况，对二者进行合理有效的配置将是一个复杂的问题。

目前对于储能系统的优化配置的研究主要集中在针对不同优化目标的固定式储能系统的优化配置上。通过储能系统的优化配置最小化配电网运行费用，实现运行经济性最优；通过储能系统的优化配置提高配电网运行可靠性，进行电压管理；通过储能系统的优化配置，优化运行储能系统与光伏的功率，提高可再生能源的接纳水平。为解决配电网中的储能系统的优化配置问题，一般采用启发式算法、数学规划方法和混合算法来解决。启发式算法易于实现，能够处理整数变量和复杂约束，但并不能保证解决方案的全局最优性，且参数设置较为主观。数学规划方法，通过线性化方法和混合整数二阶锥规划将原始问题转化为混合整数线性规划(Mixed integer linear programming,MILP)问题，采用求解器进行求解，但当问题规模扩大时，该种方法的计算效率会变差。第三种方法是混合算法，通过将上述两种方法进行结合或者通过将数学问题分解为主问题和子问题，采用Benders算法等迭代求解算法进行求解。

与SESS相比，MESS具有灵活的接口来支持即插即用功能，MESS的移动特性使单个储能系统具有移动到不同位置完成多个储能系统功能的作用。目前对于移动式储能系统的研究主要围绕以下几个方面：通过移动式储能系统的优化配置实现配电网的经济运行；通过对移动式储能系统的调度策略研究，将移动式储能系统作为应急电源参与到配电网的综合服务恢复中；对移动式储能系统的能量管理系统进行研究，使移动式储能系统能够通过能量转移对配电网进行无功支持。但配电网正常运行状态下故障的机率较低，在配电网中配置应急电源会存在资源冗余和利用效率低等问题。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种固定式与移动式混合储能系统优化配置系统及方法，本发明通过在配电网正常运行场景和故障运行场景下的两步储能系统优化配置相结合，充分发挥固定式与移动式储能系统的利用价值，在正常运行情况下提高配电网运行经济性，在故障情况下最大化提高配电网负荷恢复率。

根据一些实施例，本发明采用如下技术方案：

一种固定式与移动式混合储能系统优化配置方法，包括以下步骤：

对一段时间内的配电网的实际运行场景进行聚类，确定最佳聚类数目，确定配电网正常运行情况下的典型运行场景；