[发明专利]一种基于容量限值约束的微网储能装置设计方法

摘要

一种基于容量限值约束的微网储能装置设计方法，包括以下步骤：S1，输入规划区分布式电源配置容量和储能装置的类型及分布情况；S2，录入规划区负荷及历史天气数据；S3，建立分布式电源出力模型和储能装置充放电模型；S4，计算储能装置配置容量下限；S5，计算储能装置配置容量上限；S6，计算限值内储能装置配置容量最优值。通过本方法可在满足并网型微网的储能装置容量限值的基础上，计算出与分布式发电相配合的最优储能装置容量配置，从而保证储能装置容量在最大程度上同时兼顾微网可靠性及经济性的需求，为负荷提供清洁、安全、可靠的电能。

主权项

一种基于容量限值约束的微网储能装置设计方法，其特征是包括以下步骤： S1，输入规划区分布式电源配置容量和储能装置的类型及分布情况； S2，录入规划区负荷及历史天气数据； S3，建立分布式电源出力模型和储能装置充放电模型； S4，计算储能装置配置容量下限； S5，计算储能装置配置容量上限； S6，计算限值内储能装置配置容量最优值； 所述的步骤S3建立分布式电源出力模型和储能装置充放电模型包括以下子步骤： S3‑1，风力发电出力模型 采用典型四段式模型：在切入风速之前，风机不出力；在切入风速与额定风速之间，风机出力与风速近似为线性关系；风速超过额定风速小于切出风速时，风机出力为额定功率；大于切出风速时，风机停止工作；其分段函数表达式为： 式中：Pg为风机实际输出功率；V为当前风速；Vci为切入风速；Vco为切出风速；Vr为额定风速；η(V)为风力发电机随风速变化的输出功率；Pr为风力发电机组额定输出功率； 当风速介于Vci和Vcr之间时风力发电机输出功率表示为风速的函数η(V)，近似为线性关系，即： η(V)＝P_r(V‑V_ci)/(V_r‑V_ci)    (2)； S3‑2，储能装置充放电模型 采用最常用的铅酸蓄电池为代表，建立KiBaM两池模型，认为蓄电池存储电量分为可用能量池和约束能量池，两池共同决定了蓄电池的最大充放电功率； 受控源Eb的表达式为： 式中：E_b是储能装置的空载电压；E₀是储能装置的恒定电压；K是极化电压；Q是储能装置的容量(Ah)；A是指数区域幅值；B是指数区域时间常数的倒数； 在储能装置容量设计过程中，还应满足如下约束条件： 1)潮流约束 式中：P_is、Q_is分别为节点i的有功和无功注入量；U_i为节点i的电压幅值，j∈i表示所有与节点i直接相连的节点，包括j＝i，G_ij、B_ij分别为节点导纳矩阵相应的实部和虚部；θ_ij为支路ij两端节点的相角差； 2)分布式电源装机容量约束 0≤W_i≤W_i^max    i＝1,2,…,N_DG    (5)； 式中W_i^max为第i个待选节点允许安装的分布式电源的最大容量； 3)分布式电源穿透功率极限约束 i＝1,2,...,N_DG    (6)；式中：为配电网最大负荷；ρ为DWG总装机容量占系统最大负荷的比例上限；4)节点电压约束 i＝1,2,...,N_DG    (7)；式中：Pr{·}表示{·}中事件成立的概率；和分别为第i个节点电压的上下限；β_u为电压约束的置信水平；N_b为系统节点总数；5)线路传输功率约束 P_r{|P_i|≤P_i^max}≥β₁    i＝1,2,...,N_DG    (8)； 式中：P_i^max为第i条支路线路的传输功率的上限；β₁为支路潮流约束的置信水平；N₁为系统支路总数。