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专利号: 2019108505967
申请人: 东北电力大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于延缓配电设备升级改造的储能经济调度方法,其特征是,它包括建立储能经济运行数学模型,综合考虑建立网络结构、储能系统功率和电量建立约束条件,设计储能经济调度控制策略,并建立技术与经济指标,对调度策略进行评估。具体的步骤有:

1)建立储能经济运行数学模型

优化的目标是在变压器不过载、储能安全运行的基础上,实现储能日运行效益达到最优,具体目标函数为:max F=FLOSS+FA                         (1)式中,F为储能日运行效益;FLOSS为储能接入配电网后日内减少网损费用带来的收益;FA为储能日内的削峰填谷套利收入,各个分量计算公式为:①套利收益FT

定义套利收益为储能放电获得的售电收益与充电支付的购电成本的差值FT=Fsale-Fbuy                           (2)式中,Fsale为储能在负荷高峰期间释放电能带来的售电收益;储能实际购电成本Fbuy为从上级电网购电的费用,Pess,l,c(t)为第l个储能在t时刻的充电功率值,Pess,l,dis(t)为第l个储能在t时刻的放电功率值,充电为负,放电为正;N为储能总数量;

②网损收益FLOSS

定义网损收益为储能接入前系统网损费用FLOSS1与接入后网损费用FLOSS2的差值FLOSS=FLOSS1-FLOSS2                        (5)式中,M(t)为t时刻从主网购电的分时电价;Ploss,n(t)储能接入前第n条支路在t时刻的有功线损、Ploss-ESS,n(t)为储能接入后第n条支路在t时刻的有功线损;NL为配电网支路总数;

2)建立网络约束、储能系统功率和电量约束

①网络约束:

(a)潮流方程约束

式中,Pi(t)为t时刻注入节点i的有功功率,Qi(t)为t时刻注入节点i的无功功率;Ui(t)为t时刻节点i电压幅值,Uj(t)为t时刻节点j电压幅值;Gij为节点导纳矩阵中第i行j列元素的实部,Bij为节点导纳矩阵中第i行j列元素的虚部;δij(t)为t时刻节点i、j相角差,N为节点总数;

(b)主网供电负荷功率约束

主网供电负荷必须小于变压器额定容量,且不允许出现功率倒送,式中,α为变压器最大负载率。

②储能约束:

(a)ESS荷电状态约束

考虑到储能的寿命,防止出现过充过放,储能荷电状态不超过上下限,SOCmin≤SOC(t)≤SOCmax                    (10)式中,SOCmin为储能荷电状态下限,SOCmax为储能荷电状态上限,(b)ESS充放电功率约束

-PESS,N≤PESS(t)≤PESS,N                     (11)式中,PESS,N为储能额定功率;

3)储能经济调度控制方法设计

具体控制流程如下:

(a)输入典型日负荷、EV、DG数据、储能参数,潮流计算得到主网供电负荷Ps,计算储能接入前网损费用Floss1、储能可调节电量Ead=EESS(SOCmax-SOCmin),设定削峰线Pf初值为PSmax,设定填谷线Pg初值为PSmin,设置迭代次数h=1;

(b)当主网供电负荷功率大于削峰线值(Ps(t)>Pf)时,储能放电,储能放电功率为Pdc(t)=(Ps(t)-Pf)/d,计算储能日内放电量Edc=ΣPdc(t)△t;

(c)当主网供电负荷功率小于填谷线值(Ps(t)

(d)根据储能典型日内充放电量平衡原则,判断充放电量是否相等,即是否满足条件0

(e)输出储能时序出力PESS(h),根据式(5)计算储能售电收益Fsale,将储能时序出力按容量大小分配给各个储能 进行潮流计算,根据式(7)计算储能接入后网损费用FLOSS2、式(4)计算储能购电成本Fbuy,根据式(1)计算对应储能出力的综合收益Fh;

(f)判断储能充电量是否超过储能可调节电量,即Ec>Ead,若满足条件,输出每次迭代对应储能运行收益,否则削峰线下移Pf(h+1)=Pf(h+1)-△P,迭代次数h=h+1,转至步骤(b)计算,直至满足条件停止迭代;

(g)确定削峰线Pf(i)小于变压器额定有功容量PT(Pf(i)

4)建立评估指标

①DG年利用小时数hDG

定义DG年利用小时数hDG为DG年实际发电量EDG与DG额定装机容量PDGN之比,式中, 为第j天tj时刻DG实际出力值, 为第j天tj时刻弃掉的DG出力值;

②等值年投资成本Ceq-inv

定义等值年投资成本为设备年投资成本Cinv与年运行收益Fy之差与设备使用年限y之比,Fy=FLOSS,y+FT,y                           (15)式中,Cinv为设备投资成本;Fy为设备在使用年限获得的运行收益;FLOSS,y为年网损,FT,y为套利收益,y为设备使用年限;

③变压器设备年利用率ηT

为了反映变压器的设备利用率,定义变压器设备利用率ηT为变压器年实际供电量与变压器设备年理论最大供电量之比,式中,PT(t)为变压器实际供电功率值,EG为投建变压器年实际供电量,ET为投建变压器年最大供电量,T为8760h;SN为投建变压器额定视在容量,PN额定有功容量、 为功率因数。