[发明专利]一种基于输电阻塞含风光接入的储能优化配置方法

权利要求书

1.一种基于输电阻塞含风光接入的储能优化配置方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、获取新能源机组的四季典型出力和各节点典型负荷曲线，获取各机组数据；

S2、建立储能容量两阶段优化模型；

S3、以无储能情况下系统运行经济性为目标构建模型，选出最易发生系统阻塞输电线路，确定待选安装节点集合；

S4、基于遗传算法，对储能位置和容量进行编码，随机形成第一代种群；

S5、将种群作为已知量，利用梯度法求出第一阶段函数中储能各时刻出力和系统运行成本G，将储能最大出力作为储能的额定功率，求出系统综合运行成本F；

S6、计算种群个体适应度；

S7、函数是否收敛或者是否达到最大迭代次数，若为否转到步骤S8；若为是输出最优结果，配置结束；

S8、使用最优个体保存策略选择算子,并进行复制、交叉、变异操作，形成新的种群，转到步骤S5。

2.根据权利要求1所述的基于输电阻塞含风光接入的储能优化配置方法，其特征在于：所述步骤S2中，储能容量两阶段优化模型过程具体如下：

S21、以系统运行成本为目标，构建第一阶段优化模型：

G＝min(F₁+F₂+F₃+F₄) (1)

S22、以包括系统运行和储能投资的系统综合运行成本为目标，构建第二阶段优化模型：

F＝min(F₁+F₂+F₃+F₄+F₅) (2)

其中：

其中：

F₁为常规机组的燃料成本，a_dk、b_dk、c_dk分别表示机组k在第d个运行日的正常运行的成本系数，N代表除光伏和风电外的常规机组总数，D为一年内运行日总数；F₂表示一年内储能的削峰填谷所造成的收益，此处一般小于0，P_dis.d(t)是储能在第d个运行日的t时刻的放电功率，P_ch.d(t)分别是储能在第d个运行日的t时刻的充电功率；ξ_dis.d(t)表示储能在第d个运行日的t时刻的放电状态，取0或1，取0时储能不处于放电状态，取1时储能处于放电状态；ξ_ch.d(t)表示储能在第d个运行日的t时刻的充电状态，取0或1，取0时储能不处于充电状态，取1时储能处于充电状态，m_d(t)代表第d个运行日的t时刻电价；F₃为新能源机组弃风光的惩罚价格，ρ_dro.n(t)为t时刻新能源机组n在第d个运行日的弃风惩罚系数，P_WP.dn(t)和P_W.dn(t)分别表示在第d个运行日t时刻新能源机组的最大出力与实际出力，N_W为风光新能源机组总数；F₄表示切负荷惩罚成本，λ_dt表示在第d个运行日t时刻的切负荷惩罚系数；P_LC.di(t)表示节点i处t时刻的切负荷量，I为节点总数；F₅为储能的年均投资成本，C_E和C_P分别表示储能单位容量成本系数和储能单位功率成本系数，E_N和P_N分别指储能装置的最大输出容量和最大输出功率，r为折旧率，Y_r为电池使用年限，Y_a为项目设计年限，λ为储能机构每年的维护费用系数，C_rep为项目年限内储能电池的置换成本，其大小与蓄电池的实际使用寿命Y_r有关，计算公式如下:

其中，为蓄电池100％充放电的额定次数，d为充放电深度，为一年内在充放电深度为d的情况下的充放电循环次数，为一年内在充放电深度为d的情况下等效为100％充放电深度的充放电循环次数，k_p为不同类型储能电池循环寿命的指数系数；

S23、从功率约束、爬坡约束、输电阻塞约束的角度建立等式或不等式约束具体如下：

0≤P_W.dn(t)≤P_WP.dn(t) (13)

0≤|P_dk(t)-P_dk(t-1)|≤RD_k (14)

0≤P_ch.d(t)≤ξ_ch.d(t)P_N (16)

0≤P_dis.d(t)≤ξ_dis.d(t)P_N (17)

ξ_dis.d(t)+ξ_ch.d(t)≤1 (18)

P_dl(t)≤P_l^max，l取1，2，3…L(19)

E_d(t)＝E_d(t-1)·(1-σ)+P_ch.d(t)ξ_ch.d(t)η_ch-P_dis.d(t)ξ_dis.d(t)/η_dis (20)

SOC^minE_N≤E_d(t)≤SOC^maxE_N (21)

其中式(11)为功率平衡约束，P_LO.di(t)表示在第d个运行日的t时刻的i节点的负荷值,∑P_loss.d(t)为功率损耗总数；式(12)、(13)为发电机出力限制约束；式(14)为发电机爬坡约束，RD_k表示常规发电机组k所允许的最大爬坡速率；式(15)为系统备用旋转约束，R_u(t)为负荷旋转备用；式(16)、(17)、(18)为储能充放电功率约束；式(19)为传输线输电阻塞功率约束，P_dl(t)表示在第d个运行日输电线路l在t时刻的输送功率，P_l^max表示输电线路l的最大输送功率，L为输电线路总数；式(20)、(21)为储能电量约束，σ为蓄电池自放电率；式(22)为储能能量平衡约束；

计算线路功率采用直流潮流法计算线路功率：

P_dl(t)＝A_lP_in.d(t) (23)

其中：A_l为第l条支路的灵敏度系数向量矩阵，1×(n-1)；P_in.d(t)表示第d个运行日t时刻的除平衡节点外的节点注入功率向量矩阵，(n-1)×1。