[发明专利]一种计及全寿命周期成本的配电网储能优化配置方法

说明书

本发明公开了一种计及全寿命周期成本的配电网储能优化配置方法，采用两段式优化求解方法解决配电网储能寻址定容问题，从储能平抑分布式电源和负荷引起的电压波动的角度以储能的全寿命周期成本为优化目标，建立了双段优化模型，第一阶段通过遗传算法和模拟退火算法对备选节点进行筛选，并最终输出储能应定安装节点以及各节点储能运行策略和最小安装容量；第二阶段基于第一阶段的优化结果考虑储能的使用寿命并通过遗传算法和模拟退火算法优化出全寿命周期成本最小的储能容量配置。该方法考虑了分布式电源出力随机波动性和储能系统的全寿命周期成本，可以获得较为经济的配电网储能位置及容量配置方案，为配电网储能优化配置方法提供一定的参考。

技术领域

本发明属于配电网储能优化配置方法领域，在考虑平抑可再生能源随机波动性引起的配电网电压波动的基础上，特别设计一种基于全寿命周期成本的配电网储能优化方法。

背景技术

随着能源危机和环境污染问题的日益突出，分布式电源(DistributedGeneration，DG)并网发电成为21世纪电力工业的重要研究方向，世界各国大力发展风力发电和光伏发电这类分布式电源。与常规电源相比，风能和光伏是一种随机性、间歇性能源，未来风能和光伏这类DG将大规模接入配电网，但是DG渗透率的增加也将给配电网的电压、电能质量、调度运行等带来一系列的影响。储能(Energy Storage System，ESS)作为配电网的重要组成部分，可以有效的平抑电网中DG的随机性和波动性改善电能质量，维持电网稳定性。

现有文献对于配电网储能优化配置方法开展了大量的研究工作，常用的储能系统容量配置和优化方法主要有差额补偿法、波动平抑法、经济特性优化法三种类型。差额补偿法一般从保障持续供电的角度出发，依据储能来平衡发电机组发电量与用电负荷耗电量间的不平衡进行容量配置；波动平抑法主要根据储能系统对波动功率的平抑效果进行储能容量的优化配置；经济特性优化法主要是通过建立优化目标函数和约束条件，将储能系统容量作为优化变量，采用智能优化算法求取最佳的储能容量。但已有相关研究针对储能装置容量规划时少有考虑其配置位置对储能容量的影响以及在考虑系统运行的同时对储能寿命进行定量评估和测算，规划结果很难兼顾储能的使用寿命从而增加了配置成本降低了储能的经济性。

目前配电网的储能优化方法较少涉及全寿命成本的计算，且多为双层优化模型，外层优化储能容量，内层优化储能运行，迭代复杂且计算量较大。本发明采用双段优化模型，第一阶段优化储能运行及安装位置，第二阶段优化储能安装容量，两阶段的优化方法迭代简单计算量相对较少，效率更高。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供一种计及全寿命周期成本的配电网储能优化配置方法，本发明从储能平抑分布式电源和负荷引起的电压波动的角度以储能的全寿命周期成本为优化目标，结合运行策略建立了双段优化模型，利用遗传算法进行求解，分别确定了储能位置、额定功率和额定容量。通过对示范项目改进算例进行储能容量配置实例分析，证明该方法可以有效的平抑分布式电源和负荷引起的电压波动并降低储能成本，提高储能系统的经济性。

为了解决上述技术问题，本发明提出的一种计及全寿命周期成本的配电网储能优化配置方法的技术方案如下：该方法从储能平抑分布式电源和负荷引起的电压波动的角度以储能的全寿命周期成本为优化目标，结合运行策略建立了双段优化模型，利用遗传算法进行求解，分别确定了储能位置、额定功率和额定容量，包括按顺序进行的下列两个阶段的优化：

第一阶段、对备选点进行优化：确定配电网预选配置储能位置并通过遗传算法和模拟退火算法对备选节点进行筛选，并最终输出储能应定安装节点以及样本周期内各安装节点储能各时刻运行功率和最小安装容量；

第二阶段、对第一阶段确定的各安装的最小容量进行经济性优化：基于第一阶段最终输出的储能应定安装节点以及各节点储能样本周期内运行功率和最小安装容量，考虑储能的使用寿命并通过遗传算法和模拟退火算法优化出全寿命周期成本最小的储能容量配置。

本发明中的第一阶段包括按顺序进行的以下步骤：