一種儲能系統(tǒng)參與主動配電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)節(jié)計(jì)算方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種儲能系統(tǒng)參與主動配電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)節(jié)計(jì)算方法，針對蓄電池組成的儲能系統(tǒng)，以配電網(wǎng)系統(tǒng)有功損耗最小為目標(biāo)函數(shù)，考慮系統(tǒng)自身的運(yùn)行約束，包括系統(tǒng)潮流約束、運(yùn)行電壓約束、支路電流約束以及儲能系統(tǒng)運(yùn)行約束，采用粒子群算法對算例進(jìn)行求解，最終輸出在滿足系統(tǒng)可靠性前提下儲能系統(tǒng)各時段的充放電功率作為最優(yōu)解。本發(fā)明相較于傳統(tǒng)方法，可有效降低配電網(wǎng)系統(tǒng)的有功網(wǎng)損，減小電網(wǎng)運(yùn)行成本，增加了光伏能源的利用效率。
【專利說明】
-種儲能系統(tǒng)參與主動配電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)節(jié)計(jì)算方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種儲能系統(tǒng)參與主動配電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)節(jié)技術(shù)，具體設(shè)及一種蓄電池儲 能系統(tǒng)參與主動配電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)節(jié)計(jì)算方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 受能源與環(huán)境的雙重壓力，W可再生能源利用為核屯、的分布式發(fā)電技術(shù)在世界范 圍內(nèi)廣泛興起，極大地促進(jìn)了儲能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用和發(fā)展。一方面，借助于儲能系 統(tǒng)可W有效地減少分布式電源出力間歇性和隨機(jī)性所帶來的影響，形成W微電網(wǎng)為核屯、的 獨(dú)立自治系統(tǒng)；另一方面，大容量的儲能系統(tǒng)也給配電網(wǎng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)提供了新的手段和方 法。從配電系統(tǒng)角度看，儲能技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠提高分布式能源的消納能力，還能夠積極 參與系統(tǒng)潮流的有效調(diào)節(jié)和優(yōu)化，可W大大地提高配電系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。
[0003] 如何充分利用儲能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的高效可靠運(yùn)行時目前關(guān)注的重點(diǎn)，國內(nèi) 外的相關(guān)學(xué)著對其進(jìn)行了研究，并取得了一些理論和實(shí)踐方面的成果，如分析了蓄電池位 置分布和容量大小的影響，W及對調(diào)峰所發(fā)揮的積極作用;研究了含分布式電源和蓄電池 的配電網(wǎng)/微電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化問題，給出了蓄電池有功和無功功率同時進(jìn)行優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型； W及根據(jù)蓄電池的可調(diào)度特性W及電荷量信息，提出了一種基于恒電流一恒電壓控制策略 的蓄電池充放電數(shù)學(xué)模型。
[0004] 與分布式電源不同，儲能系統(tǒng)的運(yùn)行具有明顯的時序特性，其運(yùn)行優(yōu)化不再局限 于單個時間斷面，而是擴(kuò)展到更長的時間尺度上，存在了時序運(yùn)行優(yōu)化問題，進(jìn)而導(dǎo)致其決 策變量維數(shù)隨時間斷面數(shù)的增多而迅速增長。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明的發(fā)明目的是為解決上述問題，針對蓄電池儲能系統(tǒng)參與主動配電網(wǎng)運(yùn)行 調(diào)節(jié)的優(yōu)化調(diào)度模型，提供一種儲能系統(tǒng)參與主動配電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)節(jié)計(jì)算方法。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種儲能系統(tǒng)參與主動配電網(wǎng)運(yùn)行調(diào) 節(jié)計(jì)算方法，包括如下步驟：
[0007] (1)綜合考慮儲能系統(tǒng)的有功和無功特性，建立儲能系統(tǒng)運(yùn)行模型；
[0008] (2)確定儲能系統(tǒng)參與主動配電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)節(jié)的目標(biāo)函數(shù)為:配電網(wǎng)系統(tǒng)的有功損 耗最??；
[0009] (3)計(jì)算過程中兼顧配電網(wǎng)系統(tǒng)自身的運(yùn)行約束，包括系統(tǒng)潮流約束、運(yùn)行電壓約 束、支路電流約束和儲能系統(tǒng)運(yùn)行約束；
[0010] (4)利用粒子群算法求解儲能系統(tǒng)參與配電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)節(jié)的優(yōu)化模型；
[0011] (5)輸出最優(yōu)解:在滿足配電網(wǎng)系統(tǒng)可靠性前提下，儲能系統(tǒng)各時段的充放電功率 即為最優(yōu)解。
[0012] W典型的蓄電池儲能系統(tǒng)為例，它主要由蓄電池和換流器構(gòu)成，換流器主要負(fù)責(zé) 監(jiān)測電網(wǎng)運(yùn)行狀況、發(fā)出控制信號等工作。換流器作為蓄電池與電網(wǎng)相連的電氣接口，是蓄 電池儲能系統(tǒng)與配電網(wǎng)進(jìn)行能量交換的樞紐，能夠?qū)崿F(xiàn)有功功率的充放電控制，并且，換流 器具有一定的無功輔助功能，在執(zhí)行充電和放電功能的同時，通過無功控制能夠?yàn)榕潆娋W(wǎng) 提供電壓支持。
[0013] 其中，步驟（1)中建立蓄電池儲能系統(tǒng)運(yùn)行模型時，假定蓄電池儲能系統(tǒng)W向配電 網(wǎng)輸出功率為正方向，綜合考慮其有功和無功特性，運(yùn)行邊界約束如下：
[0014]
[0015]
[0016]
[0017]式中：k=l，2,…，Ness,其中Ness為蓄電池儲能系統(tǒng)數(shù);ZfSSw和結(jié)分別為t時 刻第k個換流器輸出的有功功率和無功功率；巧,置^和巧證分別為第k個換流器的額定容量和 有功功率上限；if的和巧dk的分別為蓄電池儲能系統(tǒng)的充放電功率。
[0018] 步驟(1)，假定蓄電池儲能系統(tǒng)W向配電網(wǎng)輸出功率為正方向，則蓄電池儲能系統(tǒng) 輸入功率為負(fù)方向，當(dāng)然也可W假定蓄電池儲能系統(tǒng)W向配電網(wǎng)輸出功率為負(fù)方向，則蓄 電池儲能系統(tǒng)輸入功率為正方向，都適用于本優(yōu)化調(diào)節(jié)計(jì)算方法。
[0019] 所述蓄電池儲能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)在時序上具有絕對的連續(xù)性，其嚴(yán)格按照時間順 序根據(jù)充放由巧率大小進(jìn)行積累計(jì)算，計(jì)算公式如下：
[0020]
式（4)，
[0021] 式中：k=l，2,…，Ness; A巧仿真步長;巧款W為t時刻第k個蓄電池儲能系統(tǒng)的荷 電狀態(tài)；
[0022] 所述蓄電池儲能系統(tǒng)每個時間點(diǎn)的儲能量應(yīng)滿足荷電狀態(tài)上下限的要求，表達(dá)式 如下：
[002引 式（5)，
[0024] 式中，巧患 > 巧!：^> 分別為第k個蓄電池儲能系統(tǒng)的容量W及荷電狀態(tài) 的上下限值。
[0025] 含儲能系統(tǒng)的配電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化問題通常W發(fā)電成本、全網(wǎng)有功損耗、變電站出力 最小、新能源接納能力最大W及多種目標(biāo)函數(shù)的組合等為優(yōu)化目標(biāo)，所述配電網(wǎng)系統(tǒng)的有 功損耗為整個配電網(wǎng)系統(tǒng)所注入的有功功率減去負(fù)荷所消耗的有功功率，即配電網(wǎng)系統(tǒng)各 個節(jié)點(diǎn)注入的有功功率之和，上述的步驟(2)中W配電網(wǎng)系統(tǒng)有功損耗最小為目標(biāo)函數(shù)，其 數(shù)學(xué)表達(dá)式為：
[0026]
式（6)，
[0027] 式中，N為系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)數(shù);Nt為時間斷面數(shù);Pi(t)為t時刻節(jié)點(diǎn)i處注入的有功功率； A t為步長。
[0028] 其中，步驟(3)中，所述配電網(wǎng)系統(tǒng)自身的運(yùn)行約束包括系統(tǒng)潮流約束、運(yùn)行電壓 約束、支路電流約束和蓄電池儲能系統(tǒng)運(yùn)行約束，具體如下：
[0029] (3-1)系統(tǒng)潮流約束
[0030]
[(
式（8)，
[0032] 式中：i = 2,3,…，N; Q (i)為節(jié)點(diǎn)i的相鄰節(jié)點(diǎn)的集合;Ui(t)，Uj(t)，0ij(t)分別為 t時刻節(jié)點(diǎn)巧日j的電壓幅值和相角差;Gii,Bii,Gij,Bu分別為節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣中的自電導(dǎo)、自電 納、互電導(dǎo)和互電納;PlPV(t)，PlESS(t)，PlL(t)，C^(0，終、、(0，紐(/)分別為t時刻節(jié)點(diǎn)i 上PV、蓄電池、負(fù)荷注入的有功功率和無功功率；
[0033] (3-2)運(yùn)行電壓約束
[0034] Uimin《Ui(t)《Uimax 式（9 )，i = 1，2，...，N，
[00對式中，Uimin和Uimax分別為節(jié)點(diǎn)i電壓幅值的上下限；
[0036] (3-3)支路電流約束
[0037]
式（10)，
[003引式中，Iij(t)為t時刻流過節(jié)點(diǎn)巧P節(jié)點(diǎn)j之間支路的電流幅值;Ui(t)，Uj(t)，目ij(t) 分別為t時刻節(jié)點(diǎn)i和j的電壓幅值和相角差;611，811，6。龍汾別為節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣中的自電 導(dǎo)、自電納、互電導(dǎo)和互電納；Ii胃為支路。的電流幅值上限；
[0039] (3-4)蓄電池儲能系統(tǒng)運(yùn)行約束
[0040]
[0041]
[0042]
[0043]
[0044] 式中，k=l，2,…，Ness,其中Ness為蓄電池儲能系統(tǒng)數(shù);ifss的和巧分別為t時 刻第k個換流器輸出的有功功率和無功功率;SfSx和巧置置分別為第k個換流器的額定容量和 有功功率上限；巧h的和Zfs的分別為蓄電池的充放電功率；At為仿真步長；巧貴的為t時 刻第k個蓄電池儲能系統(tǒng)的荷電狀態(tài);與置e，分別為第k個蓄電池儲能系統(tǒng) 的容量W及荷電狀態(tài)的上下限值。
[0045] 其中，步驟(4)中，借助matlab計(jì)算軟件，利用粒子群算法求解儲能系統(tǒng)參與配電 網(wǎng)運(yùn)行調(diào)節(jié)的優(yōu)化模型。所述的粒子群算法中每個粒子在迭代過程中按下式對粒子的速度 和位置進(jìn)行更新：
[0046] vt+i= ? vt+cirand() (Pt-xt)+c 化 and() (Gt-Xt)式（11)，
[0047] xt+i = xi+vt 式（12)，
[004引式中，i為進(jìn)化代數(shù)；O為慣性權(quán)重；ci、C2為加速因子;randO為[(U]之間的隨機(jī) 數(shù)。
[0049] 本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下:本發(fā)明提供的一種儲能系統(tǒng)參與主動配 電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)節(jié)計(jì)算方法，相較于傳統(tǒng)方法，可有效降低配電網(wǎng)系統(tǒng)的有功網(wǎng)損，減小電網(wǎng)運(yùn) 行成本，增加了光伏能源的利用效率。
【附圖說明】
[0050] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的計(jì)算流程圖；
[0051 ]圖2為實(shí)施例一中IE邸33節(jié)點(diǎn)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖；
[0052] 圖3為實(shí)施例一中光儲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0053] 圖4為實(shí)施例一中光伏和負(fù)荷日運(yùn)行曲線；
[0054] 圖5為實(shí)施例一中蓄電池儲能系統(tǒng)充放電功率曲線；
[0055] 圖6為實(shí)施例一中蓄電池儲能系統(tǒng)無功功率曲線；
[0056] 圖7為實(shí)施例一中蓄電池儲能系統(tǒng)荷電狀態(tài)變化曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0057] 為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具 體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[005引本發(fā)明W蓄電池儲能系統(tǒng)為例，提供一種儲能系統(tǒng)參與主動配電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)節(jié)計(jì)算 方法，包括如下步驟：
[0059] (1)綜合考慮儲能系統(tǒng)的有功和無功特性，建立蓄電池儲能系統(tǒng)運(yùn)行模型；
[0060] (2)確定蓄電池儲能系統(tǒng)參與主動配電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)節(jié)的目標(biāo)函數(shù)為:配電網(wǎng)系統(tǒng)的 有功損耗最小；
[0061] (3)計(jì)算過程中兼顧配電網(wǎng)系統(tǒng)自身的運(yùn)行約束，包括系統(tǒng)潮流約束、運(yùn)行電壓約 束、支路電流約束和蓄電池儲能系統(tǒng)運(yùn)行約束；
[0062] (4)利用粒子群算法求解儲能系統(tǒng)參與配電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)節(jié)的優(yōu)化模型；
[0063] (5)輸出最優(yōu)解:在滿足配電網(wǎng)系統(tǒng)可靠性前提下，蓄電池儲能系統(tǒng)各時段的充放 電功率即為最優(yōu)解。
[0064] 儲能系統(tǒng)參與主動配電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)節(jié)計(jì)算方法的計(jì)算流程如圖1所示，具體實(shí)施過 程如下：
[0065] 與分布式電源不同，儲能系統(tǒng)的運(yùn)行具有明顯的時序特性，其運(yùn)行優(yōu)化不再局限 于單個時間斷面，而是擴(kuò)展到更長的時間尺度上，形成了時序運(yùn)行優(yōu)化問題，進(jìn)而導(dǎo)致其決 策變量維數(shù)隨時間斷面數(shù)的增多而迅速增長。為此，本發(fā)明針對蓄電池儲能系統(tǒng)參與主動 配電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)節(jié)的優(yōu)化調(diào)度模型，提出了一種儲能系統(tǒng)參與主動配電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)節(jié)計(jì)算方 法。
[0066] 下文WIEEE33節(jié)點(diǎn)算例（結(jié)構(gòu)如圖2)的求解對含儲能系統(tǒng)的配電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化算法 的有效性和快速性進(jìn)行驗(yàn)證。在算例中接入8組光儲系統(tǒng)，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和基本配置參數(shù)如圖 3和表1所示。考慮進(jìn)行一天的儲能優(yōu)化，負(fù)荷日運(yùn)行曲線利用負(fù)荷預(yù)測方法獲得，取30min 一個點(diǎn)，光伏的處理方式相同。整個系統(tǒng)的光伏出力和負(fù)荷變化情況如圖4所示。
[0067] 表1光儲系統(tǒng)配置參數(shù) [006引
[0069] 1、建立蓄電池儲能系統(tǒng)運(yùn)行模型
[0070] 假定蓄電池儲能系統(tǒng)W向電網(wǎng)輸出功率為正方向，綜合考慮其有功和無功特性， 運(yùn)行邊界約束如下：
[0071]
[0072]
[0073]
[0074] 式中：k=l，2,…，Ness,其中Ness為蓄電池儲能系統(tǒng)數(shù);ZfS巧和續(xù)S&的分別為t時 刻第k個換流器輸出的有功功率和無功功率；巧蓋<和片分別為第k個換流器的額定容量和 有功功率上限；和/嚴(yán)的分別為蓄電池儲能系統(tǒng)的充放電功率。
[0075] 另一方面，蓄電池儲能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)在時序上具有絕對的連續(xù)性，它嚴(yán)格按照 時間順序根據(jù)充放電功率大小進(jìn)行累積計(jì)算，并且每個時間點(diǎn)的儲能量應(yīng)滿足荷電狀態(tài)上 下限的要求，
[0076]
[0077]
[007引式中：k = l，2,…，Ness; A t為仿真步長；巧款(0為t時刻第k個蓄電池儲能系統(tǒng)的荷 電狀態(tài);鱗墻m.巧S胃分別為第k個蓄電池儲能系統(tǒng)的容量W及荷電狀態(tài)的上下 限值。
[0079] 2、W配電網(wǎng)系統(tǒng)有功損耗最小為目標(biāo)函數(shù)
[0080] 所述配電網(wǎng)系統(tǒng)的有功損耗為整個配電網(wǎng)系統(tǒng)所注入的有功功率減去負(fù)荷所消 耗的有功功率，即配電網(wǎng)系統(tǒng)各個節(jié)點(diǎn)注入的有功功率之和，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：
[0081 ]
式（6)，
[0082] 式中，N為系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)數(shù);Nt為時間斷面數(shù);Pi (t)為t時刻節(jié)點(diǎn)i處注入的有功功率； A t為步長。
[0083] 3、考慮配電網(wǎng)系統(tǒng)自身的運(yùn)行約束，包括系統(tǒng)潮流約束、運(yùn)行電壓約束、支路電流 約束W及蓄電池儲能系統(tǒng)運(yùn)行約束，具體如下：
[0084] (3-1)系統(tǒng)潮流約束
[0085]
[
式化>，
[0087] 式中：i = 2,3,…，N; Q (i)為節(jié)點(diǎn)i的相鄰節(jié)點(diǎn)的集合;Ui(t)，Uj(t)，0ij(t)分別為 t時刻節(jié)點(diǎn)巧日j的電壓幅值和相角差;Gii,Bii,Gij,Bu分別為節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣中的自電導(dǎo)、自電 納、互電導(dǎo)和互電納;P^(t)，PlEss(t)，PlL(t)，貧'、(0，終ss(0，終-(0分別為t時刻節(jié)點(diǎn)i 上PV、蓄電池、負(fù)荷注入的有功功率和無功功率；
[0088] (3-2)運(yùn)行電壓約束
[0089] Uimin《Ui(t)《Uimax 式（9 )，i = 1，2，...，N，
[0090] 式中，Uimin和Uimax分別為節(jié)點(diǎn)i電壓幅值的上下限；
[0091] (3-3)支路電流約束
[0092]
式（10)，
[009引式中，Iu(t)為t時刻流過節(jié)點(diǎn)巧日節(jié)點(diǎn)j之間支路的電流幅值;Ui(t)，h(t)，0u(t) 分別為t時刻節(jié)點(diǎn)i和j的電壓幅值和相角差;611，811，6。，8^分別為節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣中的自電 導(dǎo)、自電納、互電導(dǎo)和互電納；Iijmax為支路U的電流幅值上限；
[0094] (3-4)蓄電池儲能系統(tǒng)運(yùn)行約束
式（1)，
[0095] 巧（2)，
[0096] (3)，
[0097] 式（4)，
[009引
[0099] 式中，k=l，2，...，化SS，其中化SS為蓄電池儲能系統(tǒng)數(shù);巧SS的和貧ESS價分別為t時 刻第k個換流器輸出的有功功率和無功功率；和巧置分別為第k個換流器的額定容量和 有功功率上限；皆的和皆S巧分別為蓄電池的充放電功率；A t為仿真步長；巧品的為t時 刻第k個蓄電池儲能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)；與：互> 巧。S1。> 分別為第k個蓄電池儲能系統(tǒng) 的容量W及荷電狀態(tài)的上下限值。
[0100] 4、W式(6)為目標(biāo)函數(shù)，式（1)-式(5)、式(7)-(10)為約束條件，利用按式（11)和式 (12)改進(jìn)的粒子群算法，借助matlab計(jì)算軟件并代入具體數(shù)值，利用粒子群算法求解儲能 系統(tǒng)參與配電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)節(jié)的優(yōu)化模型，其中，所述的粒子群算法中每個粒子在迭代過程中 按下式對粒子的速度和位置進(jìn)行更新：
[0101] vt+i= ? vt+cirand() (Pt-xt)+c 化 and() (Gt-Xt)式（11)，
[0102] xt+i = xi+vt 式（12)，
[010引式中，i為進(jìn)化代數(shù)；W為慣性權(quán)重；ci、C2為加速因子;randO為[(U]之間的隨機(jī) 數(shù)。
[0104] 5、輸出最優(yōu)解，即為在滿足系統(tǒng)可靠性前提下儲能系統(tǒng)各時段的充放電功率。
[0105] 本實(shí)施例中，根據(jù)圖4所示的光伏與負(fù)荷日運(yùn)行曲線，利用上述的儲能系統(tǒng)參與主 動配電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)節(jié)計(jì)算方法對配電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)果如圖5~圖7所示。
[0106] 在MATLAB中采用粒子群算法求解優(yōu)化模型，在蓄電池儲能系統(tǒng)參與配電網(wǎng)優(yōu)化之 前，系統(tǒng)損耗為1316.05kW ? h。蓄電池儲能系統(tǒng)通過統(tǒng)籌各時段光伏出力情況W及負(fù)荷的 用電需求，來實(shí)現(xiàn)削峰填谷，并提供一定的無功支撐，最終可W將系統(tǒng)損耗降低至 390.64kW ? ho
[0107] W上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可W作出若干改進(jìn)和潤飾，運(yùn)些改進(jìn)和潤飾也 應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種儲能系統(tǒng)參與主動配電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)節(jié)計(jì)算方法，其特征在于，包括如下步驟： (1) 綜合考慮儲能系統(tǒng)的有功和無功特性，建立儲能系統(tǒng)運(yùn)行模型； (2) 確定儲能系統(tǒng)參與主動配電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)節(jié)的目標(biāo)函數(shù)為:配電網(wǎng)系統(tǒng)的有功損耗最 ??； (3) 計(jì)算過程中兼顧配電網(wǎng)系統(tǒng)自身的運(yùn)行約束，包括系統(tǒng)潮流約束、運(yùn)行電壓約束、 支路電流約束和儲能系統(tǒng)運(yùn)行約束； (4) 利用粒子群算法求解儲能系統(tǒng)參與配電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)節(jié)的優(yōu)化模型； (5) 輸出最優(yōu)解:在滿足配電網(wǎng)系統(tǒng)可靠性前提下，儲能系統(tǒng)各時段的充放電功率即為 最優(yōu)解。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲能系統(tǒng)參與主動配電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)節(jié)計(jì)算方法，其特征在于，步 驟（1)中，建立儲能系統(tǒng)運(yùn)行模型時，假定儲能系統(tǒng)向配電網(wǎng)輸出功率為正方向，綜合考慮 其有功和無功特性，運(yùn)行邊界約束如下：式中：k=l，2，···，Ness，其中化SS為儲能系統(tǒng)數(shù);巧SS W和谷f S的分別為t時刻第k個換流 器輸出的有功功率和無功功率;巧蓋、和f芯三分別為第k個換流器的額定容量和有功功率上 限;/f的和巧"的分別為儲能系統(tǒng)的充放電功率. 所述儲能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)在時序上具有絕對的連續(xù)性，其嚴(yán)格按照時間順序根據(jù)充放 電功率大小進(jìn)行積累計(jì)算，計(jì)算公式如下：式中:k=l，2，···，Ness; Δ t為仿真步長;巧器;_(〇為t時刻第k個儲能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)； 所述儲能系統(tǒng)每個時間點(diǎn)的儲能量介于荷電狀態(tài)的上下限之間，表達(dá)式如下：式中，均置。，分別為第k個儲能系統(tǒng)的容量W及荷電狀態(tài)的上下限值。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲能系統(tǒng)參與主動配電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)節(jié)計(jì)算方法，其特征在于，步 驟(2)中，所述配電網(wǎng)系統(tǒng)的有功損耗為整個配電網(wǎng)系統(tǒng)所注入的有功功率減去負(fù)荷所消 耗的有功功率，即配電網(wǎng)系統(tǒng)各個節(jié)點(diǎn)注入的有功功率之和，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：式中，N為系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)數(shù);化為時間斷面數(shù);Pi(t)為t時刻節(jié)點(diǎn)i處注入的有功功率；At為 步長。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲能系統(tǒng)參與主動配電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)節(jié)計(jì)算方法，其特征在于，步 驟(3)中，所述配電網(wǎng)系統(tǒng)自身的運(yùn)行約束包括系統(tǒng)潮流約束、運(yùn)行電壓約束、支路電流約 束和儲能系統(tǒng)運(yùn)行約束，具體如下： (3-1)系統(tǒng)潮流約束式中：i = 2,3,…，N; Ωα)為節(jié)點(diǎn)i的相鄰節(jié)點(diǎn)的集合;Ui(t)，Uj(t)，θij(t)分別為t時刻 節(jié)點(diǎn)巧日j的電壓幅值和相角差;611，811，6^瓜汾別為節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣中的自電導(dǎo)、自電納、互 電導(dǎo)和互電納;/Γ鮮，ifss:衍:，：皆稱，揉v汾，終SS紛，紡說分別為t時刻節(jié)點(diǎn)讓光 伏電站、蓄電池、負(fù)荷注入的有功功率和無功功率； (3-2)運(yùn)行電壓約束 Uimin《Ui(t)《Uimax 式（9 )，i = 1，2，…，N， 式中，Uimin和Uimax分別為節(jié)點(diǎn)i電壓幅值的上下限； (3-3)支路電流約束式中，Iij (t)為t時刻流過節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j之間支路的電流幅值;Ui (t)，Uj (t)，θ?j (t)分別 為t時刻節(jié)點(diǎn)巧日j的電壓幅值和相角差;6。，8。，6。瓜汾別為節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣中的自電導(dǎo)、自 電納、互電導(dǎo)和互電納；lumax為支路ij的電流幅值上限； (3-4)儲能系統(tǒng)運(yùn)行約束式中，k= 1，2，…，Ness，其中化SS為儲能系統(tǒng)數(shù)；巧33片)和0fS的分別為t時刻第k個換流 器輸出的有功功率和無功功率;巧置，和/還1分別為第k個換流器的額定容量和有功功率上 限;if的和巧分別為蓄電池的充放電功率；At為仿真步長；靖己(0為t時刻第k個儲能 系統(tǒng)的荷電狀態(tài)；辟豈。，<^ΞΙ,。。、，分別為第k個儲能系統(tǒng)的容量W及荷電狀態(tài)的上 下限值。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲能系統(tǒng)參與主動配電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)節(jié)計(jì)算方法，其特征在于，步 驟(4)中所述的粒子群算法中每個粒子在迭代過程中按下式對粒子的速度和位置進(jìn)行更 新： vt+i= ω vt+cirand()(Pt-xt)+c化andO(Gt-xt)式（11)， xt+i = xi+vt 式（12)， 式中，i為進(jìn)化代數(shù)；ω為慣性權(quán)重;ci、c勸加速因子;rancK)為[(U]之間的隨機(jī)數(shù)。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲能系統(tǒng)參與主動配電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)節(jié)計(jì)算方法，其特征在于，步 驟(4)中，借助matlab計(jì)算軟件，利用粒子群算法求解儲能系統(tǒng)參與配電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)節(jié)的優(yōu)化 模型。
【文檔編號】H02J3/32GK106099964SQ201610430803
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月16日
【發(fā)明人】楊志超, 陸文偉, 葛樂, 馬壽虎, 陸文濤, 顧佳易, 王蒙
【申請人】南京工程學(xué)院