事故备用储能电站接入点与接入容量优化协调配置方法与流程

1.本发明涉及电储能技术领域，特别涉及事故备用储能电站接入点与接入容量优化协调配置方法。


背景技术：

2.随着国家经济社会的快速发展，以及人民生活水平的不断提升，电网的负荷水平不断上升，同时诸如空调一类的温敏负荷在电网负荷中的占比也不断提升，对电网经济运行、电力供需平衡的冲击越来越大。
3.储能技术在电力系统的应用能够改变传统供能用能模式，对推动中国能源结构转型、消费侧能源革命、保障能源安全、实现节能减排目标具有重大意义。大容量电力储能技术具有调节范围大、快速响应、精确跟踪、可双向调节的特点，具有快速调节能力的储能技术具备较好的事故备用能力。
4.现阶段，对于储能优化配置的研究尚未考虑到其作为事故备用资源的优势。缺少一种考虑事故备用的储能电站接入点与接入容量的优化协调配置方法。


技术实现要素：

5.针对现有技术无法对事故备用储能电站的接入点与接入容量进行合理的优化协调配置的问题，本发明提供了事故备用储能电站接入点与接入容量优化协调配置方法，通过整理数据、设置目标函数及安全校验的方式，确定事故备用容量，解决了优化配置问题，充分发挥了具有快速调节能力的储能技术在事故备用方面的优势。
6.以下是本发明的技术方案。
7.事故备用储能电站接入点与接入容量优化协调配置方法，包括以下步骤：s1：搜集整理所需数据；s2：建立包含目标函数和约束条件的配置模型；s3：利用求解器求取最佳接入点；s4：进行n-1安全检验，确定事故备用容量；若安全校验不通过则增添约束条件带入s3重新求解，直至通过安全校验。
8.本发明将响应迅速的储能视为事故备用资源，以满足事故备用需求为目标，优化配置系统所需的储能事故备用。该方法保证了电网n-1状态下安全性的经济效益最大，解决了考虑事故备用的储能电站优化配置问题，充分发挥了具有快速调节能力的储能技术在事故备用方面的优势。该方法具有较好的适用性，较好地满足了实际需求。
9.作为优选，所述目标函数为：式中，cg为机组调度运行成本；cw为弃风成本；c
p
为弃光成本；c
es
为储能电站的总配置及运行成本；为0-1变量，表示节点i是否配置储能电站；为储能装配的固定成
本；为节点i装配储能电站的运行维护成本。
10.作为优选，所述约束条件包括：功率平衡约束、发电机出力约束、节点电压约束、线路传输功率约束、n-1安全约束、断面限额约束以及储能约束。
11.作为优选，所述功率平衡约束的关系式为：式中，pi、qi为第i个节点的注入有功功率、注入无功功率，vi、vj为第i个节点的电压幅值，g
ij
、b
ij
为i、j两节点间的互电导、互电纳，θ
ij
为i节点电压超前j节点电压的角度。
12.作为优选，所述发电机出力约束的关系式为：式中，p
gi
、q
gi
为第i个机组的有功出力、无功出力，p
gi,max
、p
gi,min
为第i个机组的有功出力上下限，q
gi,max
、q
gi,min
为第i个机组的无功出力上下限。
13.作为优选，所述节点电压约束的关系式为：v
i,min
≤vi≤v
i,max
式中，vi为节点i的电压幅值，v
i,max
、v
i,min
为节点i的电压上下限；所述线路传输功率约束的关系式为：式中，p
ij
为节点i和节点j之间支路流经的功率。
14.作为优选，所述n-1安全约束的关系式为：式中，为故障态f下支路j的故障态潮流，sf为故障态f下开断支路的集合，为故障态f下开断支路i对未开断支路j的线路开断分布因子,p
j,max
、p
j,min
为支路j的有功上下限；所述断面限额约束的关系式为：p
sec,min
≤p
l1
+p
l2
+...+p
lm
≤p
sec,max
式中，p
sec,max
、p
sec,min
为所研究断面的功率上下限。
15.作为优选，所述断面限额约束的关系式为：p
sec,min
≤p
l1
+p
l2
+...+p
lm
≤p
sec,max
式中，p
sec,max
、p
sec,min
为所研究断面的功率上下限；
所述负荷削减约束关系式为：0≤δp
l,i
≤k
max
·
p
l,i
式中，δp
l,i
为节点i上负荷可削减量，p
l,i
为节点i上负荷量，k
max
为最大削减系数。
16.作为优选，所述储能约束关系式为：式中，分别为储能充电功率的上下限；分别为储能放电功率的上下限，n
max
为系统允许装配储能电站的最大数量；为节点i装配的储能在发生n-1故障时所需发出的最大功率；δt为故障存在时长；e
es,max
为节点可允许安装的储能最大容量。
17.本发明的实质性效果包括：将响应迅速的储能视为事故备用资源，以满足事故备用需求为目标，优化配置系统所需的储能事故备用，保证了电网n-1状态下安全性的经济效益最大，解决了考虑事故备用的储能电站优化配置问题，充分发挥了具有快速调节能力的储能技术在事故备用方面的优势，具有较好的适用性，满足了实际需求。
附图说明
18.图1是本发明实施例的流程图。
具体实施方式
19.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例，对本技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.应当理解，在本发明的各种实施例中，各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
21.应当理解，在本发明中，“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
22.下面以具体的实施例对本发明的技术方案进行详细说明。实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
23.实施例：如图1所示是事故备用储能电站接入点与接入容量优化协调配置方法，包括以下
步骤：s1：搜集整理所需数据；s2：建立包含目标函数和约束条件的配置模型；s3：利用求解器求取最佳接入点；s4：进行n-1安全检验，确定事故备用容量；若安全校验不通过则增添约束条件带入s3重新求解，直至通过安全校验。
24.本实施例将响应迅速的储能视为事故备用资源，以满足事故备用需求为目标，优化配置系统所需的储能事故备用。该方法保证了电网n-1状态下安全性的经济效益最大，解决了考虑事故备用的储能电站优化配置问题，充分发挥了具有快速调节能力的储能技术在事故备用方面的优势。该方法具有较好的适用性，较好地满足了实际需求。
25.本实施例中，目标函数为：式中，cg为机组调度运行成本；cw为弃风成本；c
p
为弃光成本；c
es
为储能电站的总配置及运行成本；为0-1变量，表示节点i是否配置储能电站；为储能装配的固定成本；为节点i装配储能电站的运行维护成本。
26.本实施例中，约束条件包括：功率平衡约束、发电机出力约束、节点电压约束、线路传输功率约束、n-1安全约束、断面限额约束以及储能约束。
27.本实施例中，功率平衡约束的关系式为：式中，pi、qi为第i个节点的注入有功功率、注入无功功率，vi、vj为第i个节点的电压幅值，g
ij
、b
ij
为i、j两节点间的互电导、互电纳，θ
ij
为i节点电压超前j节点电压的角度。
28.本实施例中，发电机出力约束的关系式为：式中，p
gi
、q
gi
为第i个机组的有功出力、无功出力，p
gi,max
、p
gi,min
为第i个机组的有功出力上下限，q
gi,max
、q
gi,min
为第i个机组的无功出力上下限。
29.本实施例中，节点电压约束的关系式为：v
i,min
≤vi≤v
i,max
式中，vi为节点i的电压幅值，v
i,max
、v
i,min
为节点i的电压上下限；线路传输功率约束的关系式为：
式中，p
ij
为节点i和节点j之间支路流经的功率。
30.本实施例中，n-1安全约束的关系式为：式中，为故障态f下支路j的故障态潮流，sf为故障态f下开断支路的集合，为故障态f下开断支路i对未开断支路j的线路开断分布因子,p
j,max
、p
j,min
为支路j的有功上下限；断面限额约束的关系式为：p
sec,min
≤p
l1
+p
l2
+...+p
lm
≤p
sec,max
式中，p
sec,max
、p
sec,min
为所研究断面的功率上下限。
31.本实施例中，断面限额约束的关系式为：p
sec,min
≤p
l1
+p
l2
+...+p
lm
≤p
sec,max
式中，p
sec,max
、p
sec,min
为所研究断面的功率上下限；负荷削减约束关系式为：0≤δp
l,i
≤k
max
·
p
l,i
式中，δp
l,i
为节点i上负荷可削减量，p
l,i
为节点i上负荷量，k
max
为最大削减系数。
32.本实施例中，储能约束关系式为：式中，分别为储能充电功率的上下限；分别为储能放电功率的上下限，n
max
为系统允许装配储能电站的最大数量；为节点i装配的储能在发生n-1故障时所需发出的最大功率；δt为故障存在时长；e
es,max
为节点可允许安装的储能最大容量。
33.本实施例的实质性效果包括：将响应迅速的储能视为事故备用资源，以满足事故备用需求为目标，优化配置系统所需的储能事故备用，保证了电网n-1状态下安全性的经济效益最大，解决了考虑事故备用的储能电站优化配置问题，充分发挥了具有快速调节能力的储能技术在事故备用方面的优势，具有较好的适用性，满足了实际需求。
34.通过以上实施方式的描述，所属领域的技术人员可以了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中可以根据需要而将上述功能分
配由不同的功能模块完成，即将具体装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
35.在本技术所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的结构和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的关于结构的实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个结构，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，结构或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
36.作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是一个物理单元或多个物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个不同地方。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
37.另外，在本技术实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
38.集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本技术各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
39.以上内容，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。