專利名稱：一種實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)光儲系統(tǒng)容量配置及優(yōu)化分布的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于新能源技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)光儲系統(tǒng)容量配置及優(yōu)化分布的方法。
背景技術(shù)：
近年來風(fēng)力發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電裝機(jī)規(guī)模驟增，新能源雖清潔環(huán)保，但有發(fā)電波動(dòng)性、隨機(jī)性、間歇性等不利特征，與火電相比無法形成穩(wěn)定電量供給，對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來新的壓力。隨著光伏發(fā)電系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大以及光伏電源在系統(tǒng)中所占比例的不斷增加，光伏并網(wǎng)發(fā)電對電網(wǎng)帶來了一些不良影響變得不可忽視。當(dāng)光伏電源接入電網(wǎng)后，改變了系統(tǒng)潮流的模式且潮流變得無法預(yù)測。這種潮流的改變使得電壓調(diào)整很難維持，同時(shí)，也可能造成支路潮流越限、節(jié)點(diǎn)電壓越限、變壓器容量越限等從而影響系統(tǒng)的供電可靠性。此外，這種潮流的隨機(jī)性也不利于制定發(fā)電廠發(fā)電計(jì)劃。同時(shí)，由于光伏電源的自身輸出不穩(wěn)定性，當(dāng)光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行后，系統(tǒng)必須增加相應(yīng)容量的旋轉(zhuǎn)備用，以保證系統(tǒng)的調(diào)峰、調(diào)頻能力。儲能是電網(wǎng)和新能源領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，尤其在風(fēng)電、太陽能發(fā)電安全問題頻發(fā)、棄風(fēng)現(xiàn)象大量存在的背景下，儲能的應(yīng)用或?qū)⒁I(lǐng)行業(yè)革命性變化。儲能能夠解決在風(fēng)電、光伏發(fā)電并網(wǎng)過程中的四大問題:一是以儲能平滑光伏出力波動(dòng)；二是希望通過儲能提高光伏預(yù)測準(zhǔn)確度；三是利用儲能輔助“削峰填谷”；四是儲能提高光伏系統(tǒng)跟蹤計(jì)劃出力的能力。現(xiàn)階段，儲能系統(tǒng)成本較高，為提高儲能系統(tǒng)的利用率、提高其經(jīng)濟(jì)性同時(shí)實(shí)現(xiàn)儲能系統(tǒng)平抑波動(dòng)、提高光伏并網(wǎng)能力的功能，在儲能系統(tǒng)選址定容的規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，有必要深入研究儲能系統(tǒng)在電網(wǎng)中的接入點(diǎn)及儲能系統(tǒng)安裝容量。儲能系統(tǒng)的布點(diǎn)與容量配置需滿足兩個(gè)要求:一是儲能系統(tǒng)的選址能夠提高光伏接納能力，并且提高電網(wǎng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性；二是儲能系統(tǒng)容量的選擇應(yīng)滿足一定的經(jīng)濟(jì)性，在保證滿足電網(wǎng)需要的情況下，容量越小越經(jīng)濟(jì)。關(guān)于儲能系統(tǒng)優(yōu)化分布方面，到目前為止還沒有相對成熟和系統(tǒng)的研究成果，相關(guān)學(xué)者只是有針對性地提出了一些研究方法。實(shí)際的應(yīng)用中，一般是由工程師跟經(jīng)驗(yàn)確定，導(dǎo)致了儲能系統(tǒng)選址的準(zhǔn)確性和通用性降低。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)光儲系統(tǒng)容量配置及優(yōu)化分布的方法，通過科學(xué)的計(jì)算，找出最優(yōu)結(jié)果，提高了準(zhǔn)確性和通用性。本發(fā)明提供的一種實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)光儲系統(tǒng)容量配置及優(yōu)化分布的方法，其改進(jìn)之處在于，所述方法包括如下步驟:(I)建立光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)模型；(2)對模型進(jìn)行潮流計(jì)算，判斷電網(wǎng)運(yùn)行是否滿足約束條件；若是則進(jìn)行步驟
(3)，否則返回步驟(I)修改電網(wǎng)參數(shù)；
(3)進(jìn)行初始仿真計(jì)算得到儲能系統(tǒng)接入前的指標(biāo)值；(4)對儲能系統(tǒng)的N個(gè)接入點(diǎn)進(jìn)行仿真計(jì)算，得到儲能系統(tǒng)接入后的指標(biāo)值；(5)將每個(gè)接入點(diǎn)的指標(biāo)進(jìn)行歸一化處理，生成目標(biāo)子函數(shù)；(6)通過生成的目標(biāo)子函數(shù)得到N個(gè)權(quán)衡系數(shù)可變的目標(biāo)函數(shù)；(7)通過目標(biāo)函數(shù)計(jì)算分析，得到評估結(jié)果；(8)對評估結(jié)果進(jìn)行最優(yōu)值選擇。其中，指標(biāo)包括電網(wǎng)電壓越限距離、小干擾穩(wěn)定特征值和網(wǎng)損貢獻(xiàn)度。其中，步驟(2)所述約束條件包括負(fù)荷約束條件和運(yùn)行約束條件，其中:所述負(fù)荷約束條件為:電網(wǎng)中任一節(jié)點(diǎn)的有功功率和無功功率平衡。所述運(yùn)行約束條件為:任一母線的電壓、任一線路的潮流和任一臺設(shè)備的功率在規(guī)定的范圍內(nèi)。其中，所述電網(wǎng)電壓越限距離用于衡量儲能系統(tǒng)改善光儲系統(tǒng)的電壓水平；計(jì)算所述電網(wǎng)電壓越限距離的表達(dá)式如下:
權(quán)利要求
1.一種實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)光儲系統(tǒng)容量配置及優(yōu)化分布的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: (1)建立光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)模型； (2)對模型進(jìn)行潮流計(jì)算，判斷電網(wǎng)運(yùn)行是否滿足約束條件；若是則進(jìn)行步驟(3)，否則返回步驟(1)修改電網(wǎng)參數(shù)； (3)進(jìn)行初始仿真計(jì)算得到儲能系統(tǒng)接入前的指標(biāo)值； (4)對儲能系統(tǒng)的N個(gè)接入點(diǎn)進(jìn)行仿真計(jì)算，得到儲能系統(tǒng)接入后的指標(biāo)值； (5)將每個(gè)接入點(diǎn)的指標(biāo)進(jìn)行歸一化處理，生成目標(biāo)子函數(shù)； (6)通過生成的目標(biāo)子函數(shù)得到N個(gè)權(quán)衡系數(shù)可變的目標(biāo)函數(shù)； (7)通過目標(biāo)函數(shù)計(jì)算分析，得到評估結(jié)果； (8)對評估結(jié)果進(jìn)行最優(yōu)值選擇。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，指標(biāo)包括電網(wǎng)電壓越限距離、小干擾穩(wěn)定特征值和網(wǎng)損貢獻(xiàn)度。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)所述約束條件包括負(fù)荷約束條件和運(yùn)行約束條件，其中: 所述負(fù)荷約束條件為:電網(wǎng)中任一節(jié)點(diǎn)的有功功率和無功功率平衡。
所述運(yùn)行約束條件為:任一母線的電壓、任一線路的潮流和任一臺設(shè)備的功率在規(guī)定的范圍內(nèi)。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述電網(wǎng)電壓越限距離用于衡量儲能系統(tǒng)改善光儲系統(tǒng)的電壓水平；計(jì)算所述電網(wǎng)電壓越限距離的表達(dá)式如下:
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述小干擾穩(wěn)定特征值通過系統(tǒng)矩陣臨界特征值的實(shí)部衡量系統(tǒng)穩(wěn)定性。
6.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述網(wǎng)損貢獻(xiàn)度用于衡量儲能系統(tǒng)接入后對全網(wǎng)有功損耗的影響程度；計(jì)算所述網(wǎng)損貢獻(xiàn)度的表達(dá)式如下:
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(5)所述目標(biāo)子函數(shù)為: 電網(wǎng)電壓越限距離變化率指標(biāo)子函數(shù):
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(6)通過將生成的目標(biāo)子函數(shù)加權(quán)得到權(quán)衡系數(shù)可變的目標(biāo)函數(shù)，其表達(dá)式如下:
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(7)所述通過目標(biāo)函數(shù)計(jì)算分析，得到評估結(jié)果的步驟包括: ①對目標(biāo)函數(shù)中的權(quán)重系數(shù)取值，計(jì)算對應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)值Etjbj； ②分別計(jì)算N個(gè)接入點(diǎn)在儲能系統(tǒng)相同的有功出力和無功出力的目標(biāo)函數(shù)值。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(8)所述對評估結(jié)果進(jìn)行最優(yōu)值選擇是指將計(jì)算出的N個(gè)接入點(diǎn)的目標(biāo)函數(shù)值選取最大值，完成儲能系統(tǒng)的選址。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)光儲系統(tǒng)容量配置及優(yōu)化分布的方法，步驟有(1)建立光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)模型；(2)對模型進(jìn)行潮流計(jì)算，判斷電網(wǎng)運(yùn)行是否滿足約束條件；是則進(jìn)行下一步，否則返回步驟(1)修改電網(wǎng)參數(shù)；(3)進(jìn)行初始仿真計(jì)算得到儲能系統(tǒng)接入前的指標(biāo)值；(4)對儲能系統(tǒng)的N個(gè)接入點(diǎn)進(jìn)行仿真計(jì)算，得到接入后的指標(biāo)值；(5)將每個(gè)接入點(diǎn)的指標(biāo)歸一化處理，生成目標(biāo)子函數(shù)；(6)通過生成的目標(biāo)子函數(shù)得到N個(gè)權(quán)衡系數(shù)可變的目標(biāo)函數(shù)；(7)通過目標(biāo)函數(shù)計(jì)算分析，得到評估結(jié)果；(8)對評估結(jié)果進(jìn)行最優(yōu)值選擇。本發(fā)明為電網(wǎng)提供快速的有功、無功支撐，提高電網(wǎng)電壓穩(wěn)定水平，降低網(wǎng)絡(luò)損耗，并且提高了準(zhǔn)確性和通用性。
文檔編號H02J3/28GK103199554SQ201310084540
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月15日
發(fā)明者修曉青, 張雪莉, 惠東, 高志強(qiáng), 唐寶鋒, 孟良 申請人:國家電網(wǎng)公司, 中國電力科學(xué)研究院, 河北省電力公司電力科學(xué)研究院