本發(fā)明涉及一種儲能系統(tǒng)優(yōu)化配置方法。特別是涉及一種考慮電網(wǎng)調節(jié)需求的四象限儲能系統(tǒng)優(yōu)化配置方法。

背景技術：

1、風力發(fā)電與光伏發(fā)電以其清潔環(huán)保和資源豐富的特點取得了高速發(fā)展。由于新能源出力具有隨機性、波動性，這導致電網(wǎng)電壓頻繁波動，越限風險提高，其逆調峰特性也使得電力系統(tǒng)需要更多調峰容量以維持系統(tǒng)電力平衡，新能源機組慣量較同步機組更低，使得電網(wǎng)頻率穩(wěn)定面臨新的挑戰(zhàn)。儲能系統(tǒng)具有高能量密度和快速獨立吸收和釋放有功與無功功率的特點，在電網(wǎng)中合理配置儲能系統(tǒng)將有效應對上述問題。

2、現(xiàn)有的儲能優(yōu)化配置研究多專注于單一電網(wǎng)調節(jié)需求。然而，進一步研究發(fā)現(xiàn)，忽略儲能系統(tǒng)其他服務價值，會低估其帶來的效益，考慮多類型電網(wǎng)調節(jié)需求的儲能優(yōu)化配置方法能充分挖掘儲能潛力，提升設備利用率，提高投資收益。目前對于兼顧多類型電網(wǎng)調節(jié)需求的四象限儲能配置研究仍顯不足，需要建立一個考慮調頻調峰調壓多類型調節(jié)需求的統(tǒng)一分析方法。此外，在儲能系統(tǒng)接入問題中，根據(jù)電網(wǎng)調節(jié)需求的側重不同，需要靈活的儲能優(yōu)化配置方法。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術問題是，為克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種能夠充分利用儲能系統(tǒng)四象限特性，挖掘儲能系統(tǒng)潛力，同時兼顧電網(wǎng)調節(jié)需求的考慮電網(wǎng)調節(jié)需求的四象限儲能系統(tǒng)優(yōu)化配置方法。

2、本發(fā)明所采用的技術方案是：一種考慮電網(wǎng)調節(jié)需求的四象限儲能系統(tǒng)優(yōu)化配置方法，包括如下步驟：

3、1)根據(jù)四象限儲能系統(tǒng)的有功-無功調節(jié)特性，對儲能系統(tǒng)四象限功率特性與儲能系統(tǒng)參與電網(wǎng)調節(jié)方式進行控制；

4、2)考慮四象限儲能系統(tǒng)參與電網(wǎng)調峰、調頻、調壓場景下的調節(jié)機理，建立考慮電網(wǎng)多類型調節(jié)需求的四象限儲能優(yōu)化配置模型，模型的目標函數(shù)為配電網(wǎng)單日運行成本，兼顧電網(wǎng)多類型調節(jié)需求，在日均投資運維成本、配電網(wǎng)購電成本和網(wǎng)絡損耗成本的基礎上，將綜合考慮凈負荷方差和饋線功率方差的調峰懲罰項、考慮系統(tǒng)調頻慣量需求的慣量懲罰項以及含權重的節(jié)點電壓偏差懲罰項添加至目標函數(shù)；模型的約束條件為：考慮四象限儲能系統(tǒng)選址定容約束、四象限儲能系統(tǒng)約束、風電光伏發(fā)電系統(tǒng)約束、網(wǎng)絡潮流約束、無功設備約束、虛擬慣量約束、安全運行約束；

5、3)使用二階錐松弛、變量替代、大m法和分段線性化方法處理模型中的非線性項和非錐函數(shù)，進而將難以求解的模型轉化為混合整數(shù)二階錐規(guī)劃模型。

6、本發(fā)明的一種考慮電網(wǎng)調節(jié)需求的四象限儲能系統(tǒng)優(yōu)化配置方法，具有如下優(yōu)點：

7、1、本發(fā)明分析儲能四象限特性，構建了含有風電有功無功出力、光伏有功無功出力、無功設備出力的四象限儲能配置數(shù)學模型；

8、2、本發(fā)明可以在優(yōu)化配電網(wǎng)成本和儲能配置總成本的同時，更好地兼顧調頻調壓調峰的電網(wǎng)調節(jié)需求。充分挖掘儲能四象限潛力，尤其提高所配置儲能系統(tǒng)功率容量的利用率，提高儲能投資建設收益；

9、3、本發(fā)明的模型統(tǒng)籌考慮電網(wǎng)調峰調頻調壓的調節(jié)需求，綜合凈負荷方差和饋線功率方差，在首末兩端體現(xiàn)系統(tǒng)峰谷特性；基于系統(tǒng)最大頻率變換率確定系統(tǒng)最小慣量，從而得到系統(tǒng)慣量缺額；利用節(jié)點負荷比重修正系統(tǒng)平均電壓偏差；

10、4、本發(fā)明可根據(jù)不同場景/復雜場景下不同電網(wǎng)調節(jié)需求側重，制定儲能的差異化接入方案，為電網(wǎng)儲能配置提供指導和參考。

技術特征：

1.一種考慮電網(wǎng)調節(jié)需求的四象限儲能系統(tǒng)優(yōu)化配置方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權利要求1所述的一種考慮電網(wǎng)調節(jié)需求的四象限儲能系統(tǒng)優(yōu)化配置方法，其特征在于，步驟2)所述的建立考慮電網(wǎng)多類型調節(jié)需求的四象限儲能優(yōu)化配置目標函數(shù)如下：

3.根據(jù)權利要求1所述的一種考慮電網(wǎng)調節(jié)需求的四象限儲能系統(tǒng)優(yōu)化配置方法，其特征在于，步驟2)所述的：

4.根據(jù)權利要求1所述的一種考慮電網(wǎng)調節(jié)需求的四象限儲能系統(tǒng)優(yōu)化配置方法，其特征在于，步驟3)包括：

技術總結
一種考慮電網(wǎng)調節(jié)需求的四象限儲能系統(tǒng)優(yōu)化配置方法：根據(jù)四象限儲能系統(tǒng)的有功?無功調節(jié)特性，對儲能系統(tǒng)四象限功率特性與儲能系統(tǒng)參與電網(wǎng)調節(jié)方式進行控制；考慮四象限儲能系統(tǒng)參與電網(wǎng)調峰、調頻、調壓場景下的調節(jié)機理，建立考慮電網(wǎng)多類型調節(jié)需求的四象限儲能優(yōu)化配置模型；使用二階錐松弛、變量替代、大M法和分段線性化方法處理模型中的非線性項和非錐函數(shù)，進而將難以求解的模型轉化為混合整數(shù)二階錐規(guī)劃模型。本發(fā)明可以在優(yōu)化配電網(wǎng)成本和儲能配置總成本的同時，更好地兼顧調頻調壓調峰的電網(wǎng)調節(jié)需求。充分挖掘儲能四象限潛力，尤其提高所配置儲能系統(tǒng)功率容量的利用率，提高儲能投資建設收益。

技術研發(fā)人員：李鵬,代祿寬,潘有朋,佟澤莐,馬子尚
受保護的技術使用者：華北電力大學（保定）
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/10