[发明专利]一种配电网中光储系统的优化配置方法

权利要求书

1.一种配电网中光储系统的优化配置方法，通过优化配置方法获得光伏系统的最优接入位置、最佳功率容量和储能系统的能量容量，其特征在于，优化配置方法包括以下步骤：

S1、根据选定的配电网模型，分别载入线路参数、负荷参数、系统的基准电压和基准功率初值；

S2、根据所述的配电网模型，在上层规划中以光伏的投资和运行成本、系统网损以及电压稳定裕度为目标，含节点功率、节点电压、安装容量约束，并对节点电压约束和安装总功率约束采用罚函数的形式，建立光伏系统的选址定容优化模型；

S3、通过采用基于小生境的粒子群算法对目标函数求解，得出光伏系统配置Pareto解的分布情况，分析出最优的接入位置和最佳功率容量；

S4、采用K均值聚类算法对配电网所在地的日负荷需求和光伏出力进行聚类分析，得到用于确定分布式储能能量容量的典型日负荷曲线和光伏发电曲线；

S5、将上层规划中得到的光伏安装位置和功率作为下层规划的输入数据，在下层规划中，分布式电源和储能构成微电网，以微电网日运行成本最小为目标，考虑了储能调度成本、分布式电源维护成本以及交互成本，含储能系统充放电功率约束以及功率平衡约束；

S6、采用CPLEX求解器得出储能的最优出力曲线，采用最大区间算法计算出储能的容量。

2.根据权利要求1所述的配电网中光储系统的优化配置方法，其特征在于：所述S2中，最小化光伏投资和运行成本的函数表达方式：

式中：C为分布式光伏的投资和运行成本之和；N_PV为分布式光伏的安装个数；为第n个分布式光伏的安装容量；r为分布式光伏的贴现率；y为使用年限；C₁为光伏的单位投资成本；C₂为光伏的单位运行成本；

最小化网损的函数表达方式：

式中：P_loss为系统的有功网损；I_i为支路i中的电流；R_i为支路中的电阻；Nbranch为系统中支路总数；

电压稳定裕度的函数表达方式：

式中：ΔU为电压稳定裕度；U_j为各个节点的电压；U_e为期望电压；U_p为最大允许电压偏差；Nbus为系统的节点总数。

3.根据权利要求2所述的配电网中光储系统的优化配置方法，其特征在于：

所述S2中选址定容优化模型的约束条件包括节点功率平衡约束、节点电压约束、支路电流约束、安装总容量约束；

所述节点功率平衡约束为：

式中：P_i、Q_i分别表示注入到节点i的有功和无功功率；e、f分别表示节点电压的实部分量和虚部分量；G_ij、B_ij分别表示节点导纳矩阵的实分量和虚分量；n为节点总数；

所述节点电压约束为：

式中：分别为节点j电压的下限值和上限值；

所述安装总功率约束：

式中：P_PVj为第j个节点安装的光伏电源功率；P_PVmax为光伏电源最大允许安装的功率；

所述对节点电压约束和安装总功率约束采用了罚函数的方式，其表达式为：

式中：k₁、k₂和k₃为惩罚系数。

4.根据权利要求1所述的配电网中光储系统的优化配置方法，其特征在于：

所述S3中，目标函数分别为光伏的投资和运行成本、系统网损以及电压稳定裕度，针对每一个目标函数，所有的配置方案都会根据这个目标函数的优劣生成可行解的排序序列，通过个体的排序来计算适应度，其表达式为：

式中：X_j为种群中第j个个体；R_i表示在所有种群个体中对目标i的优劣排序后的序号；E_i(X_j)为X_j对目标i所得到的适应度；E(X_j)表示X_j对所有目标所得到的适应度；k为区间常数。