[发明专利]考虑重要负荷供电的配电网分布式储能规划方法及装置

权利要求书

1.考虑重要负荷供电的配电网分布式储能规划方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

针对实际配电网进行分布式储能规划，得到配电网中分布式储能的规划目标函数；

对获得的规划目标函数增加约束条件，所述约束条件包含分布式储能配置和运行约束、光伏出力约束、配网潮流约束、安全约束和重要负荷可靠供电约束，从而获得非凸非线性的混合整数规划模型；

采用凸优化方法将混合整数规划模型处理为混合整数二阶锥规划模型，并对获得的混合整数二阶锥规划模型进行求解；

其中，所述分布式储能配置约束为：

式(5)表示节点储能容量约束，式(6)表示对储能候选节点Ω^ess进行选址，不能超过配置数量上限N^ess；

所述分布式储能运行约束为：

式(7)为储能充放电有功功率约束，和表示分布式储能的充放电功率；和分别指最大充放电功率；式(8)-(10)为储能无功功率约束，其中和为储能充电和放电无功功率，θ角为储能逆变器相角，η_ch＜1和η_disch＞1为储能充放电效率；式(11)-(13)为储能剩余电量约束，其中Soc_i,s,t表示储能剩余电量，和分别指最大和最小剩余电量，式(13)保证了周期内储能充放电电量平衡，即初始时刻储能剩余电量和充放电截止时刻储能剩余电量Soc_i,s,T相等；

所述光伏出力约束为：

式中,为光伏在场景s中t时刻的最大功率输出；为光伏的实际有功输出，表示光伏的实际无功输出，β角为光伏逆变器相角，为节点光伏配置容量；

所述配网潮流约束为：

式中，δ(i)为以i为终端节点的支路始端节点集合，π(i)为以i为始端节点的支路终端节点集合；P_ij,s,t和Q_ij,s,t分别表示节点i向节点j流动的有功和无功功率，r_ij和x_ij分别指线路ij的电阻和电抗，为线路ij上流通电流的平方，为节点i电压的平方；

考虑到不同节点配置光伏和储能情况不同，因此各节点等效负荷和有所区别，表达式如下：

式中，和分别表示节点i的有功和无功负荷，Ω^load表示没有安装光伏和储能的节点集合，Ω^pv表示仅安装光伏的节点集合，Ω^ess表示仅安装储能的节点集合，Ω^pvess表示同时安装光伏和储能的节点集合；

所述安全约束条件为：

式中，和分别指节点电压平方的最大值和最小值，表示支路电流平方的最大值；

所述重要负荷可靠供电约束条件为：

定义分别表示故障时间段内储能的充电有功功率、放电有功功率、充电无功功率、放电无功功率和储能充放电状态，假设在任意场景s中tr时刻发生故障，故障持续时间为Rt，则故障时间段t∈[tr,tr+Rt]储能约束条件可表示为式(25)-(31)：

其中，式(25)-(30)的物理含义与式(7)-(12)含义相同，表示故障时间段内储能充放电功率及剩余电量约束；式(31)表示在故障发生初始时刻储能的剩余电量与该时刻正常运行状态一致，该条件将正常运行状态与故障状态进行耦合；与故障时间段t∈[tr,tr+Rt]储能运行变量定义相同，可定义故障时间段内光伏有功、无功变量满足约束条件与式(14)-(16)类似，记为式(32)～(34)，表示故障时间段内光伏运行约束：

定义分别表示故障时间段内的支路有功、无功、电流和电压的平方及节点等效有功和无功负荷，故障时间段内需满足功率平衡、电压、电流约束，其表达式与式(17)-(20)类似，记为式(35)-(38)；

定义故障时间段内各节点负荷削减量变量为则故障时间段内节点等效负荷为式(39)-(40)：

同时，故障时间段t∈[tr,tr+Rt]内削负荷还需满足以下约束条件：

式(41)表示削负荷量不能超过实际负荷量，式(42)表示重要负荷节点的负荷削减量为0，即在故障时间段内不中断供电，Ω^IL表示重要负荷节点集合；

所述采用凸优化方法将混合整数规划模型处理为混合整数二阶锥规划模型，并对获得的混合整数二阶锥规划模型进行求解的方法如下：

储能运维成本中配网向上级电网购电电价往往高于售电电价即满足因此，引入辅助变量将式(3)线性化：

对配网潮流约束(20)和(38)采用二阶锥松弛的方法进行变换，可得到：

为对比可靠性约束对规划方案的影响，将不计及可靠性约束的模型和计及可靠性约束的模型分别记为M1和M2，表示如下：

式中，光伏及负荷典型运行场景，每个场景s中典型日天数记为D_s；变量z表示不计及可靠性约束时，约束条件(5)-(19)、(21)-(24)、(45)-(46)中所包含模型变量；则变量r表示故障检修时间段内，可靠性约束条件(25)-(37)、(39)-(43)和(47)所新增变量，即

对获得的上述分布式储能规划模型(48)和(49)进行求解。