[发明专利]一种考虑梯次利用储能的配电网优化调度方法

权利要求书

1.一种考虑梯次利用储能的配电网优化调度方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1、针对电动汽车退役的动力电池，通过电池分选与重组，形成能够应用于配网优化中的储能系统；

步骤S2、计算储能系统寿命衰减度，确定梯次利用储能的安全裕度，确定配电网优化模型中储能调节约束；

步骤S3、通过生成树原理形成拓扑约束，采用Distflow模型确定配电网的基本潮流约束；

步骤S4、结合拓扑约束以及Distflow模型，并采用含常数M和二进制变量β_fl的不等式约束，改进潮流约束；

步骤S5、建立以负荷裕度值最大以及其方差最小的多目标函数，形成配电网优化调度模型，求解得出最优结果；

所述步骤S1具体实现方式如下：

步骤S11、通过多参数分选法对电池单体之间包括电压、内阻和容量的参数的分析，并结合动态特性分选法将电池在同一充放条件下的电压曲线作为电池分选的指标，分选出一致性较好的电池；

步骤S12、在保证经济性和可靠性的基础上，通过串联和并联，组成成组连接方式，对容量相近的电池组成电池系统应用于配电网中；

所述步骤S2中确定梯次利用储能的安全裕度的实现方式如下：

步骤S21、计算t1～t2时刻动力电池的充放电深度β_bj为

其中P_bj为输出功率，t1和t2为单体电池j的充放电时间，E_{bj_last}为标称区域储能容量极限值；

步骤S22、设动力电池应用于电动汽车充放电次数X次，计算对应的衰减度δ_bj为

其中，N_{bj_best}为25℃电池的总充放电次数；

步骤S23、根据动力电池的衰减度对梯次利用储能系统SOC安全裕度[SOC'_{bj_min},SOC'_{bj_max}]进行设定，具体如下：

SOC'_{bj_min}＝(1+δ_{bj_x})SOC_{bj_min}

SOC'_{bj_max}＝(1-δ_{bj_x})SOC_{bj_max}

其中，δ_{bj_x}为当前状态动力电池寿命损耗；SOC_{bj_min}、SOC_{bj_max}分别表示动力电池初始应用时荷电状态的上下限；

所述步骤S3中的约束条件为：

步骤S31、以生成树原理为基础，形成辐射性约束：

β_fl+β_bl≤1,l∈S_eg

其中，β_fl表示支路流通方向，β_fl＝1表示线路功率由节点i流向节点j，否则β_fl＝0；β_bl＝1表示线路功率由节点j流向节点i，否则β_bl＝0，A为网络无向关联矩阵，A(i,l)＝1表示节点i和支路l关联，否则其为0；S_eg为线路集合，N为节点集合；

步骤S32、采用Distflow模型，即支路流入功率等于流出功率与支路损耗之和、线路末端电压等于首端电压与线路压降之差，具体约束表达式为：

其中，P_j和Q_j分别表示流入节点j+1的有功功率和无功功率；P_j+1和Q_j+1分别表示流出节点j+1的有功功率和无功功率；p^g_j+1和q^g_j+1分别为节点j+1发出的有功和无功，p^c_j+1和q^c_j+1分别为节点j+1消耗的有功和无功；r_j表示线路j到j+1的电阻；x_j表示线路j到j+1的电抗；U_j表示节点j的电压幅值；

所述步骤S4中改进的潮流约束为：

步骤S41、使约束线性化，采用含常数M和二进制变量β_fl,β_bl的不等式约束：

-Mβ_fl≤P_fl≤Mβ_fl

-Mβ_bl≤Q_bl≤Mβ_bl

其中，P_fl和Q_fl分别为支路l由节点i流向节点j的有功和无功；

步骤S43、得出新的潮流方程为：

其中，P_bl和Q_bl表示反向的功率流动，上标g表示发出的功率，c表示消耗的功率；

所述步骤S5中目标函数具体为：

其中，p^cm_it和q^cm_it分别为t时刻时节点i在最大运行方式下的有功功率和无功功率；η^p_b和η^q_b分别为有功功率和无功功率的均衡系数，N表示网络节点集合，T为运行的时间集合。