一种高渗透率直流配电网储能规划方法和系统与流程

技术特征：
1.一种高渗透率直流配电网储能规划方法，其特征在于，包括：对待规划区域内的配电网进行数据收资，收资数据包括网架数据、负荷预测数据和分布式电源安装位置出力预测数据；建立待规划区域内的配电网的储能规划模型，储能规划模型包括目标函数和约束条件；对储能规划模型的约束条件进行线性化处理；根据网架数据、负荷预测数据和分布式电源安装位置出力预测数据，调用商业求解器对储能规划模型进行求解，得到最优新能源电源接入位置及安装容量的储能规划策略；目标函数为：其中，c
all
为经济成本，为分布式电源投建成本，为分布式电源运行成本，为分布式电源调压服务补偿成本；约束条件包括功率响应约束、储能功率与电能量约束、潮流平衡约束、新能源出力约束、投建容量约束节点电压约束、线路传输功率约束和线路压降约束。2.根据权利要求1所述的高渗透率直流配电网储能规划方法，其特征在于，分布式电源投建成本为：其中，α
wt
、α
pv
和α
ess
分别为风电、光伏和储能机组的等年值成本折算系数，c
wt
、c
pv
和c
ess
分别为风电、光伏和储能机组的单位容量投建成本，分别为风电、光伏和储能机组的单位容量投建成本，和分别为风电、光伏和储能机组的整数性决策变量，ω
wt
、ω
pv
和ω
ess
分别为风电、光伏和储能机组的待选投建位置的集合。3.根据权利要求2所述的高渗透率直流配电网储能规划方法，其特征在于，分布式电源运行成本为：其中，d
s
为第s个场景包含的天数，和分别为风电、光伏和储能机组的运行成本，和分别为第i个机组在场景s中t时刻下的输出功率，和分别为储能充电功率和储能放电功率。4.根据权利要求3所述的高渗透率直流配电网储能规划方法，其特征在于，分布式电源调压服务补偿成本为：其中，p
f,sub
为单位功率的辅助调压服务补贴，和分别为机组不参加辅助调压服务时的最大出力。5.根据权利要求4所述的高渗透率直流配电网储能规划方法，其特征在于，功率响应约束为：
其中，k
dg,i,s,t
为节点i在场景s中t时刻下的分布式电源的静态调差系数，s
dg,i
为节点i的分布式电源机组的额定容量，为pcc传输线在场景s中t时刻下的功率，u
n
和s
n
分别为系统基准电压和系统基准容量，为系统允许的最大电压偏差，δu
s,t
为系统电压偏差；储能功率与电能量约束为：储能功率与电能量约束为：储能功率与电能量约束为：储能功率与电能量约束为：其中，s
ess
为单位电功率对应的储能容量大小，为储能机组i的最大输出功率，e
i,s,t
为储能机组i在场景s中t时刻下的剩余电量，η为储能机组的充放电效率，为储能机组i的投建容量，k
ess
为储能的电压调差系数，δu
p
为功率响应后的电压偏差，δt
f
为储能功率响应的持续时间，为功率响应后储能剩余电量，为功率响应前储能剩余电量，为储能储电量的下限，为储能储电量的上限；潮流平衡约束为：其中，和分别为线路k在场景s中t时刻下流过的有功功率和无功功率，和分别为首端节点i的线路集合和末端节点i的线路集合，和分别为风电第i个机组在场景s中t时刻下的输出功率和光伏第i个机组在场景s中t时刻下的输出功率，为第i个节点在场景s中t时刻下的负荷大小；新能源出力约束为：
和分别为风电和光伏机组i在场景s中t时刻下可用最大出力标幺值，和分别为风电和光伏的安装容量，d为减载备用系数；投建容量约束为：节点电压约束为：其中，ω
load
为所有负荷节点的集合，u
min
和u
max
分别为节点电压最小与最大的平方，u
i
为节点i电压实际值的平方；线路传输功率约束为：其中，ω
line
为所有线路的集合，为线路允许传输的最大功率；线路压降约束为：其中，r
k
为线路k的电阻，u
j
为节点j电压实际值的平方。6.根据权利要求5所述的高渗透率直流配电网储能规划方法，其特征在于，对储能规划模型的约束条件进行线性化处理，包括：对储能规划模型的约束条件中的双线性项进行mccormick包络线性化处理。7.一种高渗透率直流配电网储能规划系统，其特征在于，包括：数据收资模块，用于对待规划区域内的配电网进行数据收资，收资数据包括网架数据、负荷预测数据和分布式电源安装位置出力预测数据；储能规划模型构建模块，用于建立待规划区域内的配电网的储能规划模型，储能规划模型包括目标函数和约束条件；线性化处理模块，用于对储能规划模型的约束条件进行线性化处理；模型求解模块，用于根据网架数据、负荷预测数据和分布式电源安装位置出力预测数据，调用商业求解器对储能规划模型进行求解，得到最优新能源电源接入位置及安装容量的储能规划策略；目标函数为：其中，c
all
为经济成本，为分布式电源投建成本，为分布式电源运行成本，为
分布式电源调压服务补偿成本；约束条件包括功率响应约束、储能功率与电能量约束、潮流平衡约束、新能源出力约束、投建容量约束节点电压约束、线路传输功率约束和线路压降约束。8.根据权利要求7所述的高渗透率直流配电网储能规划系统，其特征在于，分布式电源投建成本为：其中，α
wt
、α
pv
和α
ess
分别为风电、光伏和储能机组的等年值成本折算系数，c
wt
、c
pv
和c
ess
分别为风电、光伏和储能机组的单位容量投建成本，分别为风电、光伏和储能机组的单位容量投建成本，和分别为风电、光伏和储能机组的整数性决策变量，ω
wt
、ω
pv
和ω
ess
分别为风电、光伏和储能机组的待选投建位置的集合；分布式电源运行成本为：其中，d
s
为第s个场景包含的天数，和分别为风电、光伏和储能机组的运行成本，和分别为第i个机组在场景s中t时刻下的输出功率，和分别为储能充电功率和储能放电功率；分布式电源调压服务补偿成本为：其中，p
f,sub
为单位功率的辅助调压服务补贴，和分别为机组不参加辅助调压服务时的最大出力。9.根据权利要求8所述的高渗透率直流配电网储能规划系统，其特征在于，功率响应约束为：束为：其中，k
dg,i,s,t
为节点i在场景s中t时刻下的分布式电源的静态调差系数，s
dg,i
为节点i的分布式电源机组的额定容量，为pcc传输线在场景s中t时刻下的功率，u
n
和s
n
分别为系统基准电压和系统基准容量，为系统允许的最大电压偏差，δu
s,t
为系统电压偏差；储能功率与电能量约束为：
其中，s
ess
为单位电功率对应的储能容量大小，为储能机组i的最大输出功率，e
i,s,t
为储能机组i在场景s中t时刻下的剩余电量，η为储能机组的充放电效率，为储能机组i的投建容量，k
ess
为储能的电压调差系数，δu
p
为功率响应后的电压偏差，δt
f
为储能功率响应的持续时间，为功率响应后储能剩余电量，为功率响应前储能剩余电量，为储能储电量的下限，为储能储电量的上限；潮流平衡约束为：其中，和分别为线路k在场景s中t时刻下流过的有功功率和无功功率，和分别为首端节点i的线路集合和末端节点i的线路集合，和分别为风电第i个机组在场景s中t时刻下的输出功率和光伏第i个机组在场景s中t时刻下的输出功率，为第i个节点在场景s中t时刻下的负荷大小；新能源出力约束为：新能源出力约束为：和分别为风电和光伏机组i在场景s中t时刻下可用最大出力标幺值，和分别为风电和光伏的安装容量，d为减载备用系数；投建容量约束为：节点电压约束为：
其中，ω
load
为所有负荷节点的集合，u
min
和u
max
分别为节点电压最小与最大的平方，u
i
为节点i电压实际值的平方；线路传输功率约束为：其中，ω
line
为所有线路的集合，为线路允许传输的最大功率；线路压降约束为：其中，r
k
为线路k的电阻，u
j
为节点j电压实际值的平方。10.根据权利要求9所述的高渗透率直流配电网储能规划系统，其特征在于，线性化处理模块具体用于：对储能规划模型的约束条件中的双线性项进行mccormick包络线性化处理。

技术总结
本发明公开了一种高渗透率直流配电网储能规划方法和系统，建立了以经济成本最小的目标函数和包括功率响应约束、储能功率与电能量约束、潮流平衡约束、新能源出力约束、投建容量约束节点电压约束、线路传输功率约束和线路压降约束的约束条件的储能规划模型，在对储能规划模型进行求解之后可获得最优新能源电源接入位置及安装容量的储能规划策略，利用分布式电源的调压能力，在以上约束条件的约束下，可以保证直流配电网在联络线断开后不失稳，使得直流配电网在联络线中断后能够保证自身电压稳定并安全运行一段时间直到联络线供电恢复，从而能够在保障系统安全稳定运行。从而能够在保障系统安全稳定运行。从而能够在保障系统安全稳定运行。


技术研发人员：徐敏 郭祚刚 袁智勇 谈赢杰 叶琳浩 喻磊 史训涛
受保护的技术使用者：南方电网科学研究院有限责任公司
技术研发日：2022.09.14
技术公布日：2022/11/18