[发明专利]一种基于三维时间尺度的混合储能系统规划方法

权利要求书

1.一种基于三维时间尺度的混合储能系统规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：混合储能规划数据初始化：

步骤2：构建三级储能单元的总规划成本模型；

步骤3，通过一级储能约束条件、二级储能约束条件、三级储能约束条件构建三级储能单元的约束条件，并构建直流潮流的安全约束条件；

步骤4，以三级储能单元的总规划成本模型最小化为优化目标模型，结合三级储能单元的约束条件、直流潮流的安全约束条件调用Cplex求解进行优化一级储能单元的额定功率级储能单元的额定能量二级储能单元的额定功率二级储能单元的额定能量三级储能单元的额定功率三级储能单元的额定能量

2.根据权利要求1所述的基于三维时间尺度的混合储能系统规划方法，其特征在于：

步骤1所述数据初始化为：输入混合储能规划的成本系数、规划周期、潮流数据等初始化数据。

3.根据权利要求1所述的基于三维时间尺度的混合储能系统规划方法，其特征在于：

步骤2所述三级储能单元的总规划成本模型包括：总的能源规划成本模型、一级储能单元规划成本模型、二级储能单元规划成本模型、三级储能单元规划成本模型；

所述总的能源规划成本模型由总能源规划成本构成；

所述一级储能单元规划成本模型由一级储能单元的功率投资成本、一级储能单元的容量投资成本、一级储能单元的运行成本构成；

所述二级储能单元规划成本模型由二级储能单元的功率投资成本、二级储能单元的容量投资成本、二级储能单元的运行成本构成；

所述三级储能单元规划成本模型由三级储能单元的功率投资成本、容量投资成本、运行成本构成；

式中，C_El为总能源规划成本；分别表示一级储能单元的功率投资成本、一级储能单元的容量投资成本、一级储能单元的运行成本；分别表示二级储能单元的功率投资成本、二级储能单元的容量投资成本、二级储能单元的运行成本；分别表示三级储能单元的功率投资成本、三级储能单元的容量投资成本、三级储能单元的运行成本；

所述能源规划成本模型的定义为：

式中，P_L(n)为节点n的负荷，分别表示一级储能单元的充电功率、二级储能单元的充电功率、三级储能单元的充电功率，分别表示一级储能单元的放电功率、二级储能单元的放电功率、三级储能单元的放电功率；k_lh、k_ld、k_ls分别表示小时负荷系数、天负荷系数、季负荷系数，k_pd、k_ps、k_ph分别表示天负荷成本系数、季负荷成本系数、小时负荷成本系数，T_ωs是将周成本转换为季节成本的转化系数；N为系统节点数，Ts为一年内的季度数，Td为一周内的总天数，Th为一天内的小时数，ts为季度的索引数，td为一天数的索引数，th为小时索引数；

所述一级储能单元规划成本模型的定义为：

式中，表示一级储能单元的额定功率，表示一级储能单元的额定能量，表示一级储能单元的单位功率投资成本，表示一级储能单元的单位容量投资成本，表示一级储能的运行成本系数，表示一级储能单元总成本转化到年度总成本的折算系数，可用下式计算：

式中，dr表示贴现率，yh表示一级储能的预期寿命；

所述二级储能单元规划成本模型的定义为：

式中，表示二级储能单元的额定功率，表示二级储能单元的额定能量，表示二级储能单元的单位功率投资成本，表示二级储能单元的单位容量投资成本，表示二级储能的运行成本系数，表示二级储能单元总成本转化到年度总成本的折算系数，可用下式计算：

式中，yd表示二级储能的预期寿命；

所述三级储能单元规划成本模型的定义为：

式中，表示三级储能单元的额定功率，表示三级储能单元的额定能量，表示三级储能单元的单位功率投资成本，表示三级储能单元的单位容量投资成本，表示三级储能的运行成本系数，表示三级储能单元总成本转化到年度总成本的折算系数，可用下式计算：

式中，ys表示三级储能的预期寿命。

4.根据权利要求1所述的基于三维时间尺度的混合储能系统规划方法，其特征在于：

步骤3所述一级储能约束条件的定义为：

式中，表示一级储能单元在th时刻的充放电状态，取值为0或1，Ef_h表示一级储能单元的充放电效率，表示一级储能单元在th时刻的容量，表示一级储能单元的初始容量，Thn表示一天中的最后一个小时；

步骤3所述二级储能约束条件的定义为：

式中，分别表示二级储能单元在td时刻的充电状态、二级储能单元在td时刻的放电状态，取值为0或1，Ef_d表示二级储能单元的充放电效率，表示二级储能单元在td时刻的容量，表示二级储能单元的初始容量，Tdn表示一周中的最后一天；

步骤3所述三级储能约束条件的定义为：

式中，分别三级储能单元在ts时刻的充电状态、三级储能单元在ts时刻的放电状态，取值为0或1，Ef_s表示三级储能单元的充放电效率，表示三级储能单元在ts时刻的容量，表示三级储能单元的初始容量，Tsn表示一年中的最后一季度；

步骤3所述直流潮流的安全约束条件的定义为：

式中，n、np分别表示第n个节点和第np个节点，L(n,np)表示节点n和节点np之间支路的有功功率约束，表示第g个发电机组的出力上下限约束；

F(n,np,ts,td,th)表示节点n和节点np之间支路在ts季度中td天的第th个时刻的有功功率；d(n,ts,td,th)表示节点n在ts季度中td天的第th个时刻的电压幅值；x_l(n,np)表示节点n和节点np之间支路的电抗；P_g(g,ts,td,td)表示第g个发电机组在ts季度中td天的第th个时刻的有功出力。