[发明专利]一种面向高密度光伏配网台区侧的储能系统优化配置方法

说明书

本发明提供了一种面向高密度光伏配网台区侧的储能系统优化配置方法，包括：步骤1：建立储能系统的两种运行工况数学模型：充电工况与放电工况；步骤2：建立以全寿命周期内的总投资成本最少为目标函数，包含所有设备的建造成本、运行成本以及维护成本；步骤3：确定约束条件：功率平衡约束，设备运行约束；步骤4：搭建含储能系统的配电网仿真模型；步骤5：优化求解，运用优化算法，求出目标函数的最小值，获取最佳储能设备台数。本方法考虑了高密度光伏的波动性，利用储能的平衡作用，可以平滑光伏电站出力，处理并网光伏电站出力波动剧烈导致的并网点或配网公共点电压异动问题，从而提升对分布式能源的消纳能力。

技术领域

本发明涉及储能系统优化配置领域，具体为一种面向高密度光伏配网台区侧的储能系统优化配置方法。

背景技术

目前，分布式能源具有能源利用效率高等优点，是我国未来能源发展的一种重要趋势。其中光伏发电近年来发展迅速。然而，光伏发电的大量接入将对配电网的系统安全，电压稳定，电能质量等方面均会造成较大的影响。如何平抑光伏设备的出力波动，降低冲击电网的可能性，提升配电网消纳光伏的能力，提高供电可靠性，实现安全、有序并网，是亟需解决的关键科学问题和技术难题。

储能技术的出现为解决上述问题提供了一个全新的途径。根据电能转化后的形态，可以将储能技术主要分为电化学、机械、电磁三大类。电化学储能主要指电池储能，主要有铅酸电池、锂离子电池、全钒液流电池和钠硫电池四种类型；机械储能主要指抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能三种形式；电磁储能包括超级电容储能和超导储能两种形式。储能技术在配电网中将低谷时段电能转移到高峰时段使用，既实现了电能的储存，又平衡了用电需求，缓解了配电网的运行压力，对电力用户来说，取得了峰谷电价差，降低了成本，提高了经济效益。

发明内容

本发明的目的在于提供一种面向高密度光伏配网台区侧的储能系统优化配置方法，以解决现有技术的缺陷，综合考虑经济性和实用性，利用储能系统的优化配置方法对含高密度光伏的配网台区侧实现平抑光伏的出力波动，降低冲击电网的可能性，提升配网消纳光伏的能力，提高供电可靠性，更好地保障台区侧系统的安全稳定，有效提升配电网的能源利用效率。

为实现上述目的，本发明提供如下的的技术方案，包括：步骤1：建立储能设备运行工况数学模型；

在配网台区侧，储能设备的主要作用是削峰填谷，延长缓和甚至取消输配电设施改造升级需求；提供强有力的电压支撑，保证电能质量，提升配网末端的供电水平；提高供电可靠性；优化配网馈线潮流分布，提高分布式能源就地接纳能力，支撑海岛或偏远地区微电网独立运行；

充放电的数学模型如下：

式中，α为存储过程中的损耗率；η_in、η_out分别为输入功率的转换率和输出功率的转换率；Δt为时间间隔；P_in、P_out分别为储能设备充电时的输入功率和放电时的输出功率；

步骤2：目标函数的建立；

以全寿命周期内的总投资费用为目标函数，具体包括建设费用，运营费用和维修费用，求解目标函数的最小值，获取最佳储能设备台数；目标函数为：

C＝∑C_T+∑C_om+∑C_up 式(2)

式中，C_T为建设费用，C_om为运营费用，C_up为维修费用；

C_T表示将总的设备建造费用折算到每年的设备建造费用：