[发明专利]一种计及电动汽车负荷的储能系统结构配置优化方法

说明书

本发明提出了一种计及电动汽车负荷的储能系统结构配置优化方法，包括：构建计及电动汽车负荷的储能系统容量需求模型；结合储能电池组和外围电气设备的故障概率，分别构建储能电池组与外围电气设备的失效成本模型；获取储能电池组与外围电气设备的设备成本模型，将设备成本模型与失效成本模型累加，结合储能系统容量需求模型得到储能系统的总成本模型；基于粒子群算法求解总成本模型的最小值，根据求解结果对储能电池组的串并联结构进行优化配置。本发明考虑到储能系统中各类设备的故障风险引入故障率模型，通过改变储能电池组的串并联结构，在实现对储能系统内部结构优化配置的同时，弥补了储能系统在经济目标下未考虑故障成本的缺陷。

技术领域

本发明属于储能系统设备配置领域，尤其涉及一种计及电动汽车负荷的储能系统结构配置优化方法。

背景技术

近年来，随着电动汽车产业快速发展，电动汽车不断增长的充电需求引起电动汽车负荷不断增长，加重了区域配电变压器的压力，负荷峰谷差逐步增大，会造成配变短时过载。通过在负荷侧引入储能系统，储能系统通常为由储能电池组以及一系列外围电气设备组成的储能电站，可以优化电动汽车负荷平衡问题，减少变压器的压力，提高电力系统运行可靠性和稳定性。

储能电系统结构配置问题是储能系统规划领域的基础问题之一，目前主流研究集中在满足电动汽车负荷侧需求和提高电网稳定性两方面。但是，现有研究多未对储能系统的装机容量进行配置，也未考虑储能系统内部设备串并联结构的优化设计问题；另一方面，在对储能系统内部设备进行规划设计时，很少考虑储能系统投入运行后因故障导致的储能系统失效成本，进而对储能系统的总成本产生巨大影响。

发明内容

为了解决现有技术中存在的缺点和不足，本发明提出了一种计及电动汽车负荷的储能系统结构配置优化方法，包括：

根据配变基础负荷及配变下电动汽车充电负荷，结合配变负荷的峰谷差要求，构建计及电动汽车负荷的储能系统容量需求模型；

结合储能电池组和外围电气设备的故障概率，分别构建储能电池组与外围电气设备的失效成本模型；

获取储能电池组与外围电气设备的设备成本模型，将设备成本模型与失效成本模型累加，结合储能系统容量需求模型得到储能系统的总成本模型；

基于粒子群算法求解总成本模型的最小值，根据求解结果对储能电池组的串并联结构进行优化配置。

可选的，所述根据配变基础负荷及配变下电动汽车充电负荷，结合配变负荷的峰谷差要求，构建计及电动汽车负荷的储能系统容量需求模型，包括：

获得配变下储能系统当天全部充电量E_ch：

E_ch＝∑(P_low-P_min)·Δt；

P_min＝min[P_D,t-P_EV,t]；

其中，P_low为峰谷差下限，P_min为叠加电动汽车充电负荷下的实际负荷最小值，P_D,t为t时段的配变基础负荷，P_EV,t为t时段电动汽车充电负荷，Δt为时段间隔；

获得配变下储能系统当天全部放电量E_disch：

E_disch＝∑(P_max-P_up)·Δt；

P_max＝max[P_D,t+P_EV,t]；