[发明专利]一种基于主动管理与成本效益分析的配电网储能系统配置方法

摘要

本发明涉及一种基于主动管理与成本效益分析的配电网储能系统配置方法，具体包括以下步骤：步骤S1：建立用以主动管理配电网的主动管理系统，同时建立包括储能容量配置模型的成本效益分析系统；步骤S2：所述配电系统模块读取年负荷及光伏出力的时序数据，记录实时的SVR/OLTC运行状态，并传达到成本效益分析系统与EMS控制模块；步骤S3：EMS模块通过比较目前电压水平数据与设定的电压指标，给储能系统模块发送充放电功率信息来控制此时的电压水平位于正常范围内；步骤S4：所述成本效益分析系统进行储能系统的成本‑效益计算，优化储能的容量配置。通过建立配电网主动管理系统发挥配电网的主动管理作用；通过储能成本效益分析系统能准确描述储能系统配置模型。

主权项

1.一种基于主动管理与成本效益分析的配电网储能系统配置方法，其特征在于：具体包括以下步骤：步骤S1：建立一用以主动管理配电网的主动管理系统，所述主动管理系统包括配电系统模块、储能系统模块以及EMS模块，同时建立一包括储能容量配置模型的成本效益分析系统；步骤S2：所述配电系统模块读取年负荷及光伏出力在每一种场景下的时序数据，记录实时的SVR/OLTC运行状态，并将SVR/OLTC的运行状态、削峰填谷信息传达到成本效益分析系统，还将实时的母线电压评估数据输送给EMS控制模块；步骤S3：EMS模块通过比较目前电压水平数据与设定的电压指标，给储能系统模块发送充放电功率信息来控制此时的电压水平位于正常范围内，若此时母线电压越限，再通过SVR及OLTC控制电压位于正常范围内；储能系统模块评估此时的储能充放电功率以及充放电深度，并动态调整储能充放电功率；步骤S4：所述成本效益分析系统获取储能寿命周期、SVR\OLTC运行状态、削峰填谷信息后，进行储能系统的成本‑效益计算，不断优化储能的容量配置，至到最优配置容量；所述成本效益分析系统的储能容量配置模型为双层模型：所述储能容量配置模型的目标函数如下：内层优化：式中：ΩBESS为储能安装节点集合；Ns为场景总数；由于储能系统总投资成本包括电力电子变换PSC成本、储能安装容量成本及储能装置运行维护成本，储能系统总投资成本为：式中：C_BESS为第k个节点储能折算到每年的储能总投资成本；C_PSC为储能电力电子变换器单位成本；P_BESS为单个储能装置额定功率；C_W为储能单位容量投资成本；W_BESS为单个储能装置额定容量；Cf_install为安装成本系数；r为折现率；n为规划周期，以年单位；η为储能装置转换效率；y为规划年数；为第k个节点储能的年运行成本；为第k个节点储能的寿命周期成本；若储能设备属于电网公司，不为第三方所有则式中：m为年天数，T为规划时段，分为24个时段；若储能设备属于第三方储能投资商，由于分布式储能设备充放电效率不同，而且充放电时价格和资金的流向不同，所以：式中：分别为储能的放电与充电费用；分别为放电功率与充电功率；为储能装置寿命周期成本；网络损耗成本为：式中：ΔP(t)，Δt分别为的网损功率与时间尺度；closs为单位网损成本；低碳年收益为储能系统在负荷高峰时放电，从而减少了调峰机组出力，为：式中：为储能用于调峰时的出力；C_LC为火电机组用于调峰的均化年发电成本；储能用于低储高发年化收益为：式中：C_peak，C_offpeak为负荷高峰时刻与非高峰时刻的电价；为储能用于负荷高峰时刻的年放电量；减少OLTC/SVR运维收益为：式中：为第k个节点减少OLTC/SVR运行次数的节约年收益；C_OLTC&SVR为OLTC与SVR的运行维护费用；cf_om为OLTC/SVR运维成本因数；T_saved，T_cycle分别为OLTC/SVR的节约运行次数与总周期次数，T_cycle＝150,000；为第k个节点的储能年运行次数；所述储能容量配置模型的约束条件如下：功率平衡的约束条件为：式中：Pis和Qis分别为节点i的有功注入和无功注入；Ui为节点i的电压幅值；j∈i表示节点j与节点i相连；Gij和Bij分别为节点导纳矩阵的实部和虚部；θij为节点i，j之间的相角差；电压约束条件为：Umin≤Ui≤Umax式中：Umin和Umax分别为节点i的电压幅值上下限；储能安装个数约束条件为：储能充放电功率约束条件为：‑Pkmax≤Pk(t)≤Pkmax‑Qkmax≤Qk(t)≤Qkmax式中：Pk(t)和Qk(t)分别为t时刻第k个换流器输出的有功和无功；Skmax和Qkmax分别为第k个换流器的额定容量和无功功率上限；储能充放电状态约束条件为：储能的充放电状态在时序上具有连续性，并且每个时间点的储能能量应满足SOC状态的上限要求，同时在一个固定周期内应该使得初始SOC和最终SOC状态保持一致，则：式中：k＝1,2,....N_st；为t时刻第k个储能的SOC值。