[发明专利]一种配电网中光储系统的优化配置方法

说明书

本发明揭示了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，本发明的提出不仅改善了配电网的电能质量，同时还考虑了储能投资的经济性，降低了投资成本。

技术领域

本发明涉及配电网光储能系统优化配置技术领域，特别涉及一种配电网中光储系统的优化配置方法。

背景技术

近年来，随着可再生能源、分布式发电以及电动汽车的迅速发展，电力系统在运行过程中也发生着变化，但是有些问题也随之暴露出来。比如：负荷需求越来越大导致系统装机容量满足不了高峰时期配电网的负荷需求；用户对电能质量的要求越来越高；由于光伏具有间歇性和不稳定性等特点，会对配电网造成安全隐患。而储能系统(Energy StorageSystem,ESS)因其具有能量响应速度快、削峰填谷、改善电压等有点，为改善配电网的电能质量、提高系统运行的可靠性提供了有力支撑。

在分布式光伏的优化配置中，主要是对光伏系统进行选址定容，很少讲光储系统结合分析。因此，提出了一种不仅对光伏的接入位置、功率进行规划，还在下层规划中考虑了微电网的日运行成本，体现了储能的调度策略，实现了对储能系统的容量配置，从而改善了配电网的电压。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是实现一种配电网中光储系统的优化配置方法，通过对光储系统进行整体规划，充分发挥储能系统的优点，进一步改善系统的电能质量。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：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，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。

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：