[发明专利]基于潮流约束线性边界化和评价指标的储能选址规划方法

权利要求书

1.一种基于潮流约束线性边界化和评价指标的储能选址规划方法，其特征是按如下步骤进行：

步骤一、获取待规划储能的电力系统的网架结构及参数；

步骤1.1、将待规划储能的电力系统中的所有节点进行编号并构成节点集合N，其中，令平衡节点记为第1个节点，令所有PV节点的集合记为N_PV，所有PQ节点的集合记为N_PQ；

步骤1.2、获取待规划储能的电力系统中各线路阻抗参数、变压器支路参数以及并联电容参数；

步骤二、建立潮流约束线性边界化模型，计算潮流约束条件下的储能系统出力上、下边界；

步骤2.1、定义并初始化时段t＝1，从集合N_PQ中获取新能源并网节点i_re和一个储能系统规划安装节点i_ES；其中，i_re,i_ES∈N_PQ；

步骤2.2、定义并初始化储能出力试验算子τ＝τ_min，定义并初始化储能系统t时段的可行出力空间定义并初始化计数器ζ＝1；其中，τ_min为储能出力试验的下限；

步骤2.3、计算PQ节点和PV节点的节点注入功率；

步骤2.3.1、将τ赋值给t时段的储能系统充放电功率P_ES(t)，当P_ES(t)0时表示储能系统处于放电状态，当P_ES(t)0时表示储能系统处于充电状态；

步骤2.3.2、利用式(1)计算第j个PV节点在t时段的注入功率P_j(t)：

P_j(t)＝P_gen,j(t)-L_j(t),j∈N_PV (1)

式(1)中，L_j(t)表示第j个PV节点在t时段的负荷功率，P_gen,j(t)为第j个PV节点在t时段的发电机有功功率，并有：

式(2)中，ε为待规划储能的电力系统的网损率，P_Gmax,j为节点j处传统发电机组装机容量，P_G,sys为电力系统的传统机组总装机容量，L_sys(t)为t时段的电力系统总负荷；

步骤2.3.3、利用式(3)计算新能源并网节点i_re在t时段的注入功率

式(3)中，为新能源并网节点i_re在t时段的负荷功率；

步骤2.3.4、利用式(4)计算储能系统规划安装节点i_ES在t时段的注入功率

式(4)中，为储能系统规划安装节点i_ES在t时段的负荷功率；

步骤2.3.5、利用式(5)计算集合N_PQ中除节点i_re与i_ES外的其他节点注入功率P_i(t)：

P_i(t)＝-L_i(t),i∈N_PQ且i≠i_re,i≠i_ES (5)

式(5)中，L_i(t)表示第i个PQ节点在t时段的负荷功率；

步骤2.4、根据步骤1.2中的网络参数和步骤2.3的节点注入功率，采用牛顿-拉夫逊法对待规划储能的电力系统进行潮流计算，若潮流计算收敛，则输出第n个节点的电压幅值U_n,t及相角且n≠1，并顺序执行步骤2.5，否则执行步骤2.7；

步骤2.5、根据各节点电压幅值及相角计算t时段的第m个节点与第n个节点之间线路载流量I_mn,t，m,n∈N，若U_n,t和I_mn,t满足式(6)所示的节点电压和线路传输容量约束，则顺序执行步骤2.6，否则，执行步骤2.7；

式(6)中，U_n,max和U_n,min分别为节点n处电压幅值的上、下限；I_mn,max为第m个节点与第n个节点之间线路载流量的上限；

步骤2.6、将τ赋值给t时段的可行出力空间中第个元素将赋值给

步骤2.7、将τ+Δτ赋值给τ，其中，Δτ为试验算子τ的更新步长；

步骤2.8、若τ≤τ_max，则返回执行步骤2.3；否则，表示得到储能系统t时段的可行出力空间其中，τ_max为储能出力试验的上限；

步骤2.9、利用式(7)计算潮流约束条件下的储能系统出力上边界下边界

步骤2.10、将t+1赋值给t，若tT，则顺序执行步骤2.11；否则，返回步骤2.2；其中，T表示储能调度日的总时长；

步骤2.11、利用式(8)得到潮流约束线性边界化后的上、下边界约束：

步骤三、建立储能系统规划的双层优化模型并进行求解，得到储能系统的出力序列；

步骤3.1、建立同时考虑储能系统容量规划的双层优化模型；

步骤3.2、将式(8)加入所述双层优化模型中并进行求解，得到储能系统在调度日内的出力序列{P_ES(t)|t＝1,2,…,T}；

步骤四、建立储能系统的运行风险指标，用于储能系统安装节点的优选；

步骤4.1、基于式(8)和储能系统的出力序列{P_ES(t)|t＝1,2,…,T}，利用式(9)建立储能系统在所述储能系统规划安装节点i_ES处时的运行风险指标R(i_ES)：

R(i_ES)＝αR(i_ES)⁺+βR(i_ES)^- (9)

式(9)中，α为储能系统放电的风险权重系数，β为储能系统充电的风险权重系数，并有：

式(9)中，R(i_ES)⁺表示储能系统安装在所述储能系统规划安装节点i_ES时，在调度日内的储能放电风险指标；R(i_ES)^-表示储能系统安装在所述储能系统规划安装节点i_ES时，在调度日内的储能充电风险指标，并有：

步骤4.2、基于储能系统的运行风险指标，对储能系统安装节点的优先度进行排序；

按照步骤2.1～步骤4.1的过程，对集合N_PQ中所有的储能系统规划安装节点均计算其对应的运行风险指标并进行升序排序，从而得到运行风险指标最小的储能系统规划安装节点作为储能选址规划结果。