[发明专利]考虑风-储联合系统概率模型的储输协同随机规划方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统储能输电线路协同规划技术领域，尤其涉及一种考虑风-储联合系统 概率模型的储输协同随机规划方法。

背景技术

输电网规划涉及大量不确定因素，特别是现代电网中风-储联合系统的渗透率不断提高， 风电的随机性和储能系统充放电行为给电网注入新的不确定性因素，这些因素对输电网规划 结果影响很大。因此，使用概率风险方法合理有效地处理这些不确定因素是求解现代输电网 规划问题的关键。

近年来，考虑风电并网的输电网随机规划研究成果众多，按其对不确定因素的处理方式 主要分为两类：一类基于多场景技术，该类研究通常都是采用聚类分析、场景削减等技术得 到研究周期内风电出力典型场景集，或者根据预测划分不同风电出力等级形成多种未来场景 集，以此来分析风能资源的变化特征，然后采用传统确定性规划方法进行求解。该方法本质 上仍属于确定性规划方法，计算结果缺乏灵活性与适应性。当需要全面评估系统性能时，规 划人员往往需要对多种运行场景和运行工况进行大量潮流计算，这样不仅计算量很大而且难 以反映全局情况，具有一定的局限性。另一类基于不确定理论，该类研究通常都是建立适当 的风速概率模型来描述风速随机性，继而根据风速与风电出力的关系得到风电出力概率模型。 该方法采用不确定性理论直接建模，具有理论严密、对不确定性因素处理精确及能宏观把握 系统性能的优点。目前该方法已经取得比较理想的研究成果，但均未考虑风电场侧配置储能 系统的情形。目前，储能系统广泛应用于风电场侧以平滑风电波动，其配置容量及充放电行 为显然会对风电场并网点出力波动产生一定的影响，不容忽略。

此外，在已有基于不确定理论的输电网随机规划研究中，均未能充分考虑风电场侧配置 储能系统时储能充放电行为对风储并网点注入功率概率模型的影响，继而忽略这种行为对输 电网规划的影响。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，公开了一种考虑风-储联合系统概率模型的储输协 同随机规划方法，该方法综合考虑储能配置及其充放电策略对输电网规划的影响，生成风- 储联合出力概率模型，采用半不变量结合Gram-Charlier级数进行概率潮流计算，建立同时考 虑储能容量配置和输电网规划的随机规划模型。模型中引入了风-储联合出力范围约束和过负 荷约束，实现储能平抑风电波动水平与储能配置成本、系统抵御风险能力与线路成本的合理 折中，能够全面把握系统薄弱环节，有助于建设兼具灵活性、经济性与强适应性的坚强网架 结构。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种考虑风-储联合系统概率模型的储输协同随机规划方法，包含如下步骤：

(1)建立含风储联合系统的储输概率模型；

(2)对概率分布模型及注入节点功率进行随机性描述；

(3)求解得到含风储联合系统的储输随机规划模型。

进一步的，步骤(1)中，建立含风储联合系统的储输概率模型的具体方法为：

以模型总成本最小为目标，依据约束条件，建立目标函数。

进一步的，所述成本包括：线路投资成本，储能系统投资成本，风-储联合出力越限惩罚 以及支路功率越限惩罚，具体的目标函数表达式如下：

式中：ij表示首尾节点编号分别为i、j的支路，Ω_l和Ω_w分别为新建线路集、允许配置 储能节点集，c_line,ij和x_line,ij为在支路ij新建一条线路的投资成本和新建线路数，c_ess,k和x_ess,k分 别为在风电场节点k处配置一个储能单元的投资成本和配置储能单元个数，c_ess,k满足 和分别为在节点k配置储能单元的额定功率、额定容量，c_p和c_e分 别为其单位功率成本、单位容量成本；f_pl,1和f_pl,2为风-储联合出力越限惩罚、支路功率越限 惩罚。

进一步的，上述目标函数模型的约束条件包括：潮流约束、风-储联合出力范围约束、线 路过负荷约束、决策变量约束及储能充放电约束等。

(1-1)潮流约束