[发明专利]一种基于改进多目标粒子群算法的受端电网储能优化配置方法

说明书

本发明公开了一种基于改进多目标粒子群算法的受端电网储能优化配置方法，步骤包括：在原有受端电网中加入储能装置，建立以系统静态电压稳定、发电机功率波动以及系统成本为优化目标的储能优化配置模型；以上述模型中的优化目标作为改进多目标粒子群算法的适应度函数，对模型进行求解并生成一组Pareto解集；采用基于信息熵的TOPSIS法从最后一次迭代生成的Pareto解集中确立储能优化配置模型的最佳方案。本发明所提的储能优化配置模型综合考虑了系统的经济性和安全性，为储能电站在受端电网的应用提供了一定的理论支持，最后的算例分析可以看出，所提算法能提高模型的求解效率和寻找到更加全面、合理的配置方案。

技术领域

本发明涉及受端电网中储能的规划问题，具体涉及一种基于改进多目标粒子群算法的受端电网储能优化配置方法。

背景技术

随着煤炭等非可再生、高污染的能源总量日益减少，我国的电能结构正由火力发电向低碳化的清洁能源发电转变。但清洁能源储量分布不均，以新疆为代表的西北地区的风、光等可再生资源丰富，以三峡为代表的中西部地区具有大量的水能资源，已超出自身能源消纳能力；而以江浙地区为代表的东部地区清洁能源储量小，并且电能需求量大，需要引入大量的外来电能。为解决上述能源分布不平衡问题，需要构建远距离、大容量的电能输送渠道，高压直流输电(HVDC)技术应运而生。目前我国已经建立了多条高压直流输电线路，实现清洁能源在空间上的转移，有效缓解了东部受端地区的供电压力。

考虑到清洁能源具有长时“逆调峰”和短时波动特性，随着清洁电能通过HVDC大规模注入受端电网，加上自身清洁能源渗透率不断提高，传统的发电机组占比下降，功率波动更为严重，缩短了其使用寿命，同时感应电动机负荷所占的比例不断扩大，电压稳定问题也日益突出。

受益于科技的发展推动着储能配置成本的下降，加上具有快速、灵活和准确控制能力的储能系统在提升受端电网调控性能方面的突出作用，以江苏镇江101MW/202MWh储能为代表的电网侧储能系统规模不断扩大。受端电网中储能系统的调控能力主要体现在：一方面，储能系统通过其能量存储特性改变传统电网供需平衡的供电方式，能够有效应对可再生能源的长时间逆调峰特性并平抑其短时功率波动，提升了受端电网的清洁能源消纳能力；另一方面，储能系统的有功、无功四象限调节能力能够有效控制并网点附近电压水平，提高系统静态稳定性。但目前阶段储能系统配置成本仍然相对较高、循环次数相对有限，需优化储能系统的选址以及容量配置方案，使其配置、运行经济性和调节能力达到综合最优。

发明内容

本发明的目的在于：提出一种基于改进多目标粒子群算法的受端电网储能优化配置方法，以提高受端电网的经济性和安全性。

本发明的解决方案是：一种基于改进多目标粒子群算法的受端电网储能优化配置方法，包括如下步骤：

(1)在原有受端电网中加入储能装置，建立以系统静态电压稳定、发电机功率波动以及系统成本为优化目标的储能优化配置模型；

(2)以所述储能优化配置模型中的优化目标作为改进多目标粒子群算法的适应度函数，对储能优化配置模型进行求解并生成一组Pareto解集；

(3)采用基于信息熵的TOPSIS法从最后一次迭代生成的Pareto解集中确立储能优化配置模型的最佳方案。

其中，步骤(1)中，在原有受端电网中加入储能装置，储能优化配置模型由静态电压稳定指标、发电机功率波动、储能投资成本、系统日常运行维护成本以及日发电成本等因素构成。

进一步，所述储能优化配置模型的目标函数具体表达式如下：