本發(fā)明涉及儲能并網(wǎng)與運行控制，尤其涉及一種配電網(wǎng)儲能系統(tǒng)優(yōu)化配置方法。

背景技術(shù)：

1、整縣光伏背景下，分布式光伏（distributed?photovoltaic?generation，dpv）大規(guī)模并網(wǎng)，其隨機性、波動性給主動配電網(wǎng)（active?distribution?network，adn）的安全經(jīng)濟運行帶來巨大挑戰(zhàn)。同時，“雙碳”目標的提出，將引起分布式光伏等新能源發(fā)電的新一輪爆發(fā)式增長。如何高效消納已接入的分布式光伏，并且在主動配電網(wǎng)安全運行條件下進一步提升對分布式光伏的承載能力，成為亟待解決的問題。儲能系統(tǒng)（energy?storagesystem，ess）具有靈活的充放電特性，能夠有效緩解分布式光伏出力與負荷需求間的時序不匹配的問題，能夠有效緩解分布式光伏出力的“逆負荷性”，改善電網(wǎng)的供電質(zhì)量，提高電網(wǎng)韌性。

2、目前儲能配置的目的大多是促進可再生能源消納，一般以經(jīng)濟性或電能質(zhì)量為目標，綜合考慮系統(tǒng)運行和設(shè)備約束，構(gòu)建雙層模型，并基于適當?shù)闹悄芩惴ɑ蚯蠼馄魍瓿缮舷聦忧蠼狻：鷤サ热颂岢隽丝紤]主動配電網(wǎng)脆弱性的儲能雙層優(yōu)化配置模型（胡偉,楊碩.考慮主動配電網(wǎng)脆弱性的儲能雙層優(yōu)化配置模型[j].智慧電力,2024,52(06):1-8.），該雙層模型流程如圖1所示，由圖1可知該雙層配置模型的流程包括：通過上層向下層傳遞儲能配置方案；下層確定配置方案后，考慮電網(wǎng)綜合脆弱性指標，優(yōu)化儲能運行策略并將其傳遞給上層；上層再通過儲能出力策略求解經(jīng)濟性指標，確定最后配置方案。該模型在保證經(jīng)濟性的前提下改善了現(xiàn)有的供電質(zhì)量，但無法緩解未來分布式光伏進一步接入所導致的反向負載對變壓器的沖擊和線路的壓力；不能充分發(fā)揮儲能系統(tǒng)的全部潛力；同時采用主觀賦權(quán)的方法具有較大的主觀隨意性，無法準確反映各指標的重要性；加權(quán)單目標求解可能會丟失關(guān)于單個目標及其關(guān)系的信息，無法獲取最優(yōu)解。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、（一）要解決的技術(shù)問題

2、為解決現(xiàn)有技術(shù)中配電網(wǎng)儲能系統(tǒng)優(yōu)化配置所出現(xiàn)的上述技術(shù)問題至少之一，本發(fā)明的實施例提供了一種配電網(wǎng)儲能系統(tǒng)優(yōu)化配置方法，通過外層以及內(nèi)層雙階段的設(shè)置，使得該方法兼顧光伏消納和承載力提升。

3、（二）技術(shù)方案

4、針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實施例提出一種配電網(wǎng)儲能系統(tǒng)優(yōu)化配置方法。

5、根據(jù)本發(fā)明的第一個方面提供了一種配電網(wǎng)儲能系統(tǒng)優(yōu)化配置方法，包括：獲取初始分布式電源數(shù)據(jù)及相關(guān)參數(shù)；對初始分布式電源數(shù)據(jù)進行削減聚類，得到典型日的光伏數(shù)據(jù)和概率，作為原始數(shù)據(jù)；將原始數(shù)據(jù)以及相關(guān)參數(shù)輸入配電網(wǎng)儲能系統(tǒng)的雙層模型中，綜合考慮目前光伏消納與未來光伏承載能力，得到目標儲能配置方案，其中，雙層模型包括外層的儲能配置層和內(nèi)層的光儲運行層，光儲運行層包括第一階段優(yōu)化運行模型和第二階段優(yōu)化運行模型，儲能配置層綜合考慮第一階段優(yōu)化運行模型和第二階段優(yōu)化運行模型得到的配電網(wǎng)運行綜合得分和光伏可接入數(shù)量，得出目標儲能配置方案；以及相關(guān)參數(shù)包括配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、儲能可配置節(jié)點和容量、光伏可配置節(jié)點容量、分時電價、單位網(wǎng)損成本、單位棄光懲罰成本、單位儲能建設(shè)成本、單位儲能運維成本、單位光伏運維成本。

6、在一些示例性的實施例中，將原始數(shù)據(jù)以及相關(guān)參數(shù)輸入配電網(wǎng)儲能系統(tǒng)的雙層模型中，綜合考慮目前光伏消納與未來光伏承載能力，得到目標儲能配置方案包括：利用儲能配置層，隨機生成初始儲能配置方案；利用儲能配置層將原始數(shù)據(jù)、相關(guān)參數(shù)以及初始儲能配置方案輸入光儲運行層；基于光儲運行層的約束條件，考慮第一階段的優(yōu)化目標，構(gòu)建第一階段優(yōu)化運行模型；求解第一階段優(yōu)化運行模型，得到第一階段的運行策略及其對應的配網(wǎng)運行綜合得分；基于光儲運行層的約束條件，考慮第二階段的優(yōu)化目標，構(gòu)建第二階段優(yōu)化運行模型；求解第二階段優(yōu)化運行模型，得到第二階段的運行策略及其對應的額外光伏可接入數(shù)量；將配網(wǎng)運行指標和額外光伏可接入數(shù)量作為儲能配置層的優(yōu)化目標，構(gòu)建儲能配置層的優(yōu)化配置模型；以及求解儲能配置層的優(yōu)化配置模型，得到目標儲能配置方案。

7、在一些示例性的實施例中，對初始分布式電源數(shù)據(jù)進行削減聚類包括：采用k-means聚類算法對研究時段內(nèi)具有相似特征的初始分布式電源數(shù)據(jù)進行歸類，并得出每一分類出現(xiàn)的概率。

8、在一些示例性的實施例中，第一階段的優(yōu)化目標包括：總成本最低、電壓偏差最小以及凈負荷波動率最低，其中，總成本包括日均投資建設(shè)成本、運維成本、網(wǎng)損成本、從上級電網(wǎng)購電成本和棄光成本；以及所述總成本、所述電壓偏差以及所述凈負荷波動率與典型日的光伏數(shù)據(jù)和概率有關(guān)。

9、在一些示例性的實施例中，第二階段的優(yōu)化目標包括：光伏等效并網(wǎng)容量最高，其中，光伏等效并網(wǎng)容量為分布式光伏的并網(wǎng)容量和分布式光伏所造成的網(wǎng)絡(luò)損耗兩者的差值。

10、在一些示例性的實施例中，光儲運行層的約束條件包括：潮流約束、功率平衡約束、節(jié)點電壓約束、分布式光伏可接入節(jié)點約束、反向負載率約束以及儲能運行約束。

11、在一些示例性的實施例中，求解第一階段優(yōu)化運行模型包括：采用nsga-iii算法，對第一階段優(yōu)化運行模型中的光伏與儲能系統(tǒng)輸出功率進行優(yōu)化，得到優(yōu)化目標解集，其中，優(yōu)化目標解集為一組非支配解；采用優(yōu)劣解距離法考慮主客觀權(quán)重從優(yōu)化目標解集中選取最優(yōu)解，其中，主客觀權(quán)重采用層次分析法與熵權(quán)法相結(jié)合的賦權(quán)方法得到。

12、在一些示例性的實施例中，求解第二階段優(yōu)化運行模型包括：利用求解器計算潮流進行第二階段出力策略優(yōu)化。

13、在一些示例性的實施例中，在第一階段優(yōu)化運行模型下，儲能配置層的優(yōu)化目標為配網(wǎng)運行綜合得分最大，其中，配網(wǎng)運行綜合得分與配網(wǎng)運行指標中的優(yōu)化目標解集和最劣優(yōu)化目標解集之間的距離呈負相關(guān)；和/或在第二階段優(yōu)化運行模型下，儲能配置層的優(yōu)化目標為分布式光伏可接入容量最大，其中，分布式光伏可接入容量與光伏等效并網(wǎng)容量呈正相關(guān)。

14、在一些示例性的實施例中，求解儲能配置層的優(yōu)化配置模型包括：采用基于增強反向世代距離度量的多目標進化算法進行儲能配置層的優(yōu)化配置模型的設(shè)計。

15、（三）有益效果

16、從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實施例提供的一種配電網(wǎng)儲能系統(tǒng)優(yōu)化配置方法，至少具有如下有益效果：

17、（1）通過采用雙層兩階段儲能系統(tǒng)配置方法，能夠兼顧光伏消納和承載力提升。該方法綜合考慮主動配電網(wǎng)運行穩(wěn)定性、可靠性、經(jīng)濟性、綠色性和進一步的光伏承載能力，求解策略高效，用于實現(xiàn)儲能系統(tǒng)的選址定容，為保障主動配電網(wǎng)安全運行和“雙碳”目標的實現(xiàn)具有重要指導意義。

18、（2）本發(fā)明將基于增強反向世代距離度量的多目標進化算法（moea/igd-ns）應用于儲能配置模型的求解，該算法基于自然界中生物進化和種群遺傳機制，結(jié)構(gòu)簡單、控制參數(shù)少和顯著的尋優(yōu)性能，優(yōu)化了求解過程，提高了求解效率。

19、（3）本發(fā)明內(nèi)層第一階段采用基于參考點的非支配遺傳算法nsga-iii（non-dominated?sorting?genetic?algorithm?iii，nsga-iii），該算法可處理具有四個或更多目標的多目標優(yōu)化問題，可針對實際運行添加更多的優(yōu)化目標，用于確定實際光儲運行策略。

20、（4）本發(fā)明所采用的非支配解集最優(yōu)解選取方法為考慮主客觀權(quán)重的改進topsis法，賦權(quán)采用ahp-反熵權(quán)法的組合賦權(quán)方法。兼顧專家經(jīng)驗和客觀性，合理賦權(quán)確保評價結(jié)果可信性。