[发明专利]一种提高配电网可靠性的储能容量优化配置方法

说明书

一种提高配电网可靠性的储能容量优化配置方法，包括以下步骤：(1)定义储能系统的“收益‑投入比”：其中，C_total为储能系统的建设成本，f₁为配置储能系统的经济性收益，f₂为配置储能系统的可靠性收益；(2)选择储能系统的功率区间，根据储能系统的功率区间选择容量区间；(3)估计供电网络中配置不同容量的储能系统的“收益‑投入比”；(4)根据当前容量下储能系统的“收益‑投入比”，搜索储能系统最佳的配置容量，即储能系统最大的“收益‑投入比”下的配置容量为储能系统最佳的配置容量。本发明能够智能高效地规划储能功率与容量的配置，实现储能配置的可靠性收益与经济性收益的综合最优，具有智能化程度高的优点。

技术领域

本发明涉及配电网技术领域，具体是涉及一种提高配电网可靠性的储能容量优化配置方法。

背景技术

随着家庭用电负荷规模逐渐增长，电力系统配电网的供电压力逐渐增大。近年来，为缓解电力系统压力，需要执行“削峰填谷”的措施，以平衡电网的发电侧与负荷侧，并提高母线电压频率的稳定性。

传统的电网“削峰填谷”技术通常使用投入与切出负荷的方式维持大电网电压与频率的稳定，但该方式的能量损耗大，且造成了用户使用体验差，供电可靠性低的难题。随着电力电子技术的发展，大量的储能系统(battery energy storage systems，BESS)通过电力电子装置接入电力系统，储能通过在用电低谷期时吸收电网电能，在用电高峰期将多余的电量回馈至电网，有效地实现了电网的“削峰填谷”。该方式有效平抑了电网电压、频率的波动，并提高了用户供电质量。但是，随着储能的功率与容量的增大，储能的制造成本与维护成本也随之提高，如何对配电网中储能的功率与容量进行优化，折中储能的收益与储能的成本，成为现实难题。

现有的研究中考虑了新能源与储能的接入对配电网可靠性的影响，如CN104851053 A公开了一种接入风储互补微网的配电网可靠性评估方法，CN104851053 A公开了一种含风光储的配电网供电可靠性评估方法，CN110188998 A公开了一种配电网的风电机组和储能的时序建设可靠性的评估方法，上述专利文献研究了改进的接入风光储等装置的配电网可靠性评估方法，使得储能对配电网的供电可靠性的影响的评估精度得到了一定的提高。随着接入配电网的储能的规模增加，需要针对配电网的储能容量优化，以降低电网电压波动程度。CN108551175 B公开了一种配电网储能容量配置方法，CN112260300 A公开了一种储能配置及最佳延缓年限的确定方法及装置，上述专利文献研究了配电网储能容量的优化，有效平抑了电网电压的波动，但是未考虑经济性成本，具有一定局限性。CN108599206 B公开了一种高比例不确定电源场景下的配电网混合储能配置方法，该方法采用了非线性规划的方式进行了新能源的优化配置，但是该方法使用的约束条件为非线性模型进行线性化的结果，导致容易获取到真实模型的极大值点但是难以获得全局最优。CN112232983 A公开了一种主动配电网储能优化配置方法、电子设备及存储介质，从考虑电压波动抑制能力与储能经济性的角度出发研究了配电网储能配置方法，但是未考虑储能的可靠性收益，主要从电力市场的角度进行了考虑。CN110061492 A公开了一种考虑配电网供电可靠性的储能系统容量优化配置方法，从建设成本最低并提供最大紧急功率支撑的角度研究了配电网储能容量优化的办法，可以有效解决含有重要负荷的配电网场景的实际需求，但是对于普通用电负荷并不重点关注最大紧急支撑能力，更关注可靠性供电指标，以在提高供电可靠性的基础上获得较好的收益。

因此，传统的储能容量优化配置方法多从潮流约束、电压波动等方面进行考虑，但未综合考虑接入储能的配电网可靠性收益与经济性收益，对于电网来说，更加关心如何使用储能提升特定区域的供电可靠性的同时提高经济性。同时，传统的方法多基于比较与枚举计算方法，搜索最优运行点耗时长。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服上述背景技术的不足，提供一种提高配电网可靠性的储能容量优化配置方法，解决了现有方法中未考虑储能接入配电网中的可靠性收益与经济性收益综合最优的问题，在提高配电网可靠性的前提下实现储能的最优经济性配置。