一种应用于主动配电网的储能单元容量配置方法

摘要

本发明公开了主动配电网控制技术领域中的一种应用于主动配电网的储能单元容量配置方法。该方法包括确定主动配电网中的参数；选取不同的目标函数并确定约束条件；求解选取的目标函数得到储能单元运行功率曲线；根据储能单元运行功率曲线求取储能单元的配置容量。本发明解决了主动配电网中储能单元的容量配置问题，以利用储能单元降低光伏、风力发电等分布式可再生能源接入主动配电网后对系统的不利影响，通过生成储能单元的优化运行功率曲线，校验储能单元的合理功率极值和容量配置。

主权项

一种应用于主动配电网的储能单元容量配置方法，其特征是所述方法包括：步骤1：确定主动配电网中的参数，包括各节点的类型、各节点的负荷、各支路的阻抗、各支路的导纳、分布式能源发电单元的容量和分布式能源发电单元的出力；所述分布式能源发电单元包括光伏发电单元和风力发电单元；步骤2：选取不同的目标函数并确定约束条件；步骤3：求解选取的目标函数得到储能单元运行功率曲线；步骤4：根据储能单元运行功率曲线求取储能单元的配置容量；所述选取不同的目标函数是从负荷峰谷差最小化函数、负荷方差最小化函数、负荷平滑度最优化函数、网络损耗最小化函数、电压波动最小化函数和供电可靠性最大化函数中选取至少一种；所述负荷峰谷差最小化函数为：Min(max(P₁,P₂,...P_T)‑min(P₁,P₂,...P_T))；所述负荷方差最小化函数为：其中，P_t＝P_load,t‑P_PV,t‑P_wind,t+P_storage,t，P_load,t为时刻t主动配电网的负荷有功功率，P_PV,t为时刻t主动配电网的光伏发电单元的有功功率，P_wind,t为时刻t主动配电网的风力发电单元的有功功率，P_storage,t为时刻t主动配电网的储能单元的有功功率，P_average为设定周期T内系统平均有功负荷且所述负荷平滑度最优化函数为：所述网络损耗最小化函数为：其中，N为主动配电网的支路总数，P_loss,kt为支路k在时刻t的有功损耗，Q_loss,kt为支路k在时刻t的无功损耗；所述电压波动最小化函数为：其中，M为主动配电网的节点总数，V_it为节点i在时刻t的电压幅值，V_n为基准电压；所述供电可靠性最大化函数为：其中，P_S&DER,t＝P_S,t+P_DER,t，P_S,t为时刻t储能单元的输出功率，P_DER,t为时刻t风力发电单元和光伏发电单元的输出功率，T_survive为主动配电网故障时持续供电时长，为时刻t的负荷需求；上述各目标函数中，P_t为时刻t主动配电网的有功功率，t＝1,2,...,T，T为设定的周期；所述约束条件包括储能单元功率约束、储能单元运行约束、潮流平衡约束、电压约束、储能单元接入数量约束和系统总负荷约束；所述储能单元功率约束为：‑P_max≤P_S,t≤P_max；其中，P_S,t为时刻t储能单元的输出功率，P_max为储能单元的充放电功率上限；所述储能单元运行约束为：其中，[t_a,t_b]为设定时间区间，P_ch为储能单元在设定时间区间内的充电功率，P_dis为储能单元在设定时间区间内的放电功率，ε为设定平衡指标值；所述潮流平衡约束为：$\left\{\begin{array}{c}{P}_i=e_i\underset{j=1}{\overset{n}{\Sigma }}(G_{ij}{e}_j-B_{ij}{f}_j)+f_i\underset{j=1}{\overset{n}{\Sigma }}(G_{ij}{f}_j+B_{ij}{e}_j)\\ Q_i=f_i\underset{j=1}{\overset{n}{\Sigma }}(G_{ij}{e}_j-B_{ij}{f}_j)-e_i\underset{j=1}{\overset{n}{\Sigma }}(G_{ij}{f}_j+B_{ij}{e}_j)\end{array}\right.;$其中，P_i为主动配电网中节点i的有功功率，Q_i为主动配电网中节点i的无功功率，e_i为主动配电网中节点i的电压实部分量，e_j为主动配电网中节点j的电压实部分量，f_i为主动配电网中节点i的电压虚部分量，f_j为主动配电网中节点j的电压虚部分量，G_ij为支路导纳矩阵的实分量，B_ij为支路导纳矩阵的虚分量，n为主动配电网中节点总数；所述电压约束为：V_min≤V_it≤V_max；其中，V_it为节点i在时刻t的电压幅值，V_min为主动配电网的电压下限，V_max为主动配电网的电压上限；所述储能单元接入数量约束为：N_S＝N_set；其中，N_S为储能单元接入数量，N_set为设定值；所述系统总负荷约束为：P_all,t≥P_DG,t；其中，P_all,t为时刻t主动配电网的总负荷，P_DG,t为时刻t光伏发电单元和风力发电单元的总发电量。