一种源网荷储系统规划方法及装置与流程

本发明涉及柔性直流输电，具体涉及一种源网荷储系统规划方法及装置。

背景技术：

1、源网荷储规划建模的目标是在一定的时间跨度上决策待建设备的位置、容量和连接关系。由于源网荷储协同建设存在阶段性，随着实际负荷需求的逐步确定和分布式电源的逐步接入，源网荷储协同规划需要进行逐步修正。因此，考虑多阶段建设的源网荷储系统规划值得关注。针对考虑运行的多阶段源网荷储系统协同规划，已有一些相关工作。

2、相关工作提出在长时间尺度源网荷储协同规划阶段需要考虑运行时的网络重构和电源建设，在备选规划方案中针对典型运行场景进行网络重构和电源控制，并将其结果作为备选规划方案的评价指标。有团队提出在源网荷储协同规划时需要统筹考虑分布式电源接入控制、负荷侧响应和网络重构等运行控制手段，同时要将源网荷储系统投资建设的阶段性纳入规划模型中，证明了考虑多阶段规划的规划方案在实际建设阶段成本更低、更灵活。进一步工作将源荷预测不确定性纳入进来并构建机会约束求解原问题，其不足之处在于采用较为简单的直流潮流模型，未考虑网损项。有工作在源网荷储规划阶段考虑了光伏逆变器控制，在规划阶段考虑光伏的运行情况以加强光伏对源网荷储的无功支撑能力，并对光伏接入容量和接入点和接入阶段综合优化，其结论是光伏逆变器控制可以降低无功补偿装置投资成本并提升消纳率。有团队在多时间尺度源网荷储规划中考虑了网络规划和分布式电源规划，针对分布式电源的规划内容包括安装位置、容量和安装时间，采用场景法并进行缩减，成功最小化改造投资成本。也可以在规划阶段考虑装有分布式电源用户的买点和售电行为，并考虑其随机性。有相关工作已在源网荷储规划阶段考虑储能的多阶段配置，包括储能的安装位置、容量和安装时间，并用场景法对该储能配置进行建模和验证，并进一步分析了多种储能装置的成本和能效。

3、综合考虑相关工作，多阶段源网荷储规划通过把源网荷储整体规划分割到各个规划阶段，在各阶段的规划方案中考虑不同的负荷场景，相比于单阶段规划更具实用性和经济性。但目前技术仍有不足之处，例如未精确考虑预测不确定性对于规划模型的影响；同时，该技术建立多阶段规划模型给定的前提条件是对未来的负荷于分布式电源增长完全已知，仅将原单阶段规划拆分到了各个规划年，未考虑多阶段规划在之后规划时期的灵活调整能力。此外，这些技术未在电网规划中考虑了运行的影响，无法通过运行方式优化(如无功优化、网络重构)、资源灵活调控(储能及可控负荷配置)来延缓电网的投资建设。

4、在辅助布线方面，一些以前的工作假设在源网荷储规划中给定的候选电力线路，可能造成与实际偏差较大，且显著增加准备阶段的工作量，尤其在地图较大的情况下。同时，若假定候选路线和杆塔可放置在地形中的任何地方，结果将失去部分合理性。

技术实现思路

1、为了克服上述缺陷，本发明提出了一种源网荷储系统规划方法及装置。

2、第一方面，提供一种源网荷储系统规划方法，所述源网荷储系统规划方法包括：

3、求解预先构建的源网荷储系统规划模型，得到优化结果；

4、将所述优化结果作为源网荷储系统规划方案对源网荷储系统进行规划；

5、其中，所述预先构建的源网荷储系统规划模型包括考虑新能源系统随机性的目标函数及对应的约束条件。

6、优选的，所述目标函数如下：

7、

8、上式中，f为目标值，dfp为第p个时间周期的折现系数，cfgg为第g个候选发电机或储能系统的年化固定成本，icgpg为第p个时间周期内第g个候选发电机或储能系统的安装系数，若安装，icgpg＝1，否则，icgpg＝0，cfrg为第g个候选发电机或储能系统为待退役时的年化固定成本，rcgpg为第p个时间周期内第g个候选发电机或储能系统的退役系数，若退役，rcgpg＝1，否则，rcgpg＝0，cftijc为候选输电线路ijc的年化固定成本，ictpijc为第p个时间周期内候选输电线路ijc的安装系数，若安装，ictpijc＝1，否则，ictpijc＝0，durn为第n个负荷等级的持续时间，cvg为第g个候选发电机或储能系统的可变成本，为第p个时间周期内第n个负荷等级下第g个候选发电机的输出功率或储能系统的放电功率，cfg为第g个候选发电机或储能系统的固定成本，为第p个时间周期内第n个负荷等级下第g个候选发电机或储能系统的投入状态，若投入，则否则csug为第g个候选发电机或储能系统的启动成本，为第p个时间周期内第n个负荷等级下第g个候选发电机或储能系统的启动状态，若启动，则否则csdg为第g个候选发电机或储能系统的关闭成本，为第p个时间周期内第n个负荷等级下第g个候选发电机或储能系统的关闭状态，若关闭，则否则pp为第p个时间周期内的预设场景概率，ceg为第g个候选发电机或储能系统的排放成本，cve为第e个储能系统的充电时的可变成本，为第p个时间周期内第n个负荷等级下第e个储能系统的放电功率，cens为未满足预设要求的负荷成本，为第p个时间周期内第n个负荷等级下第i个未满足预设要求的负荷。

9、进一步的，所述第p个时间周期的折现系数如下：

10、

11、上式中，δ为年度折现率，ω为周期权重，t为当前周期年，p为当前时间周期。

12、进一步的，所述约束条件包括下述中的至少一种：运行约束、功率变量约束、支路变量约束。

13、进一步的，所述功率变量约束如下：

14、

15、

16、

17、

18、

19、

20、

21、

22、

23、

24、

25、上式中，为第p个时间周期内第n个负荷等级下第g个候选发电机的最大输出功率或储能系统的最大放电功率，为第p个时间周期内第n个负荷等级下第e个储能系统的最大放电功率，为第p个时间周期内第n个负荷等级下第e个储能系统的放电功率，为第p个时间周期内第n个负荷等级下第g个候选发电机的最小输出功率或储能系统的最小放电功率，为第p个时间周期内第n个负荷等级下第e个储能系统的最小放电功率，为第p个时间周期内第n个负荷等级下第e个储能系统作为消耗机组提供的向上运行备用，为第p个时间周期内第n个负荷等级下第e个储能系统作为消耗机组提供的向下运行备用，为第p个时间周期内第n个负荷等级下第e个储能系统的充电功率，为第p个时间周期内第n个负荷等级下第e个储能系统存储的容量，为第p个时间周期内第n个负荷等级下第e个储能系统的容量最大值，为第p个时间周期内第n个负荷等级下第e个储能系统溢出的能量，为第p个时间周期内第n个负荷等级下第i个未满足预设要求的负荷的负荷需求，为第p个时间周期内第n个负荷等级下第g个候选发电机或储能系统作为消耗机组提供的向上运行备用，为第p个时间周期内第n个负荷等级下第g个候选发电机或储能系统作为消耗机组提供的向下运行备用，为第p个时间周期内第n个负荷等级下第g个候选发电机或储能系统作为消耗机组的输出功率。

26、进一步的，所述支路变量约束约束如下：

27、

28、

29、

30、上式中，为第p个时间周期内第n个负荷等级下候选输电线路ijc的线损，lijc为候选输电线路ijc的损耗因数，为第p个时间周期内第n个负荷等级下候选输电线路ijc的净输电容量，为第p个时间周期内第n个负荷等级下候选输电线路ijc的潮流，为第p个时间周期内第n个负荷等级下参考节点的电压角。

31、进一步的，所述优化结果包括下述中的至少一种：各时间周期内各候选发电机或储能系统的安装系数、各时间周期内各候选发电机或储能系统的退役系数、各时间周期内各候选输电线路的安装系数、各时间周期内各负荷等级下各候选发电机或储能系统的投入状态、各时间周期内各负荷等级下各候选发电机或储能系统的启动状态、各时间周期内各负荷等级下各候选发电机或储能系统的关闭状态。

32、第二方面，提供一种源网荷储系统规划装置，所述源网荷储系统规划装置包括：

33、分析模块，用于求解预先构建的源网荷储系统规划模型，得到优化结果；

34、规划模块，用于将所述优化结果作为源网荷储系统规划方案对源网荷储系统进行规划；

35、其中，所述预先构建的源网荷储系统规划模型包括考虑新能源系统随机性的目标函数及对应的约束条件。

36、第三方面，提供一种计算机设备，包括：一个或多个处理器；

37、所述处理器，用于存储一个或多个程序；

38、当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现所述的源网荷储系统规划方法。

39、第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现所述的源网荷储系统规划方法。

40、本发明上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种有益效果：

41、本发明提供了一种源网荷储系统规划方法及装置，包括：求解预先构建的源网荷储系统规划模型，得到优化结果；将所述优化结果作为源网荷储系统规划方案对源网荷储系统进行规划；其中，所述预先构建的源网荷储系统规划模型包括考虑新能源系统随机性的目标函数及对应的约束条件。本发明提供的技术方案，能够得到可靠的源网荷储系统规划方案，为系统安全稳定运行提供基础。