[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

说明书

本发明公开一种基于潮流约束线性边界化和评价指标的储能系统规划方法，其步骤包括：1获取待规划储能的电力系统网架结构及参数；2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；3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；4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。本发明能实现系统潮流相关约束的线性边界化和基于此边界约束的储能系统出力风险量化，从而指导储能系统的选址规划，促进储能系统的安全稳定运行。

技术领域

本发明属于储能系统规划优化领域，具体的说是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。

背景技术

随着电力系统中新能源渗透率的不断提高，新能源资源的随机性和波动性为系统的安全稳定运行带来了诸多挑战，电力系统需要提高对新能源发电量的消纳能力和对新能源发电功率的调节能力。储能系统可以通过合理的充放电计划促进新能源发电的消纳和调节，因此，规划储能系统成为了现阶段解决新能源消纳问题的重要途径。

储能系统规划一般涉及储能系统的选址和容量优化，现有储能规划方法考虑储能系统的初始投资、储能系统运行、新能源消纳等约束，以储能系统的安装节点和储能设备容量为决策变量，建立储能系统的两阶段优化模型。传统的储能系统选址方法按照规划目标的不同可以分为两类，第一类考虑电力系统的运行经济性，以储能系统规划方案下的系统综合运行成本最小为目标求解决策变量；第二类方法从电力系统安全可靠指标出发，以电压偏移度、失负荷量等系统可靠性指标最优为目标进行求解。但是，两类方案的优化目标都需要通过潮流计算得出，所以需要在现有的选址规划方法中加入潮流方程约束，而潮流方程约束在增加了模型决策变量的同时又带来了二次和非凸的问题，极大地提高了规划模型求解的难度，甚至造成模型的不可解。现有的研究一般直接将潮流方程约束进行线性化，或使用直流潮流代替交流潮流计算，但都不可避免决策变量数量增加的问题。因此，保留潮流约束特性并避免二次和非凸问题需要进一步的研究。

发明内容

本发明是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出一种基于潮流约束线性边界化和评价指标的储能系统规划方法，以期实现潮流相关约束的线性边界化，得出基于潮流约束的储能系统出力的上下边界约束，并建立储能系统的运行风险指标，从而储能系统安装节点的优选，促进储能系统的安全稳定运行。

本发明为达到上述发明目的，采用如下技术方案：

本发明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的特点是按如下步骤进行：

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；