申请/专利权人：西安交通大学

申请日：2021-08-16

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN113783213B

主分类号：H02J3/28

分类号：H02J3/28;H02J3/06;H02J3/00;H02J15/00;G06Q10/0631;G06Q50/06

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2021.12.28#实质审查的生效;2021.12.10#公开

摘要：本发明公开了一种集中式储能电站选址定容两阶段优化方法，该方法根据逐时发电量和负荷的平衡关系、储能电站自身功率限制和充放电状态、可再生能源时序特性，建立了集中式储能电站运行策略；从介数中心性、负荷大小、可再生能源发电装机容量和相邻节点平均距离四个方面综合考虑存储位置预选；然后以调峰获利、投资成本和有功网损为目标，通过NSGA‑II对储能电站位置和容量进行多目标优化；最终以电网运行成本最低进行最优潮流计算，得到储能电站优化后的充放电功率。本发明能够针对具体应用场景，实现定量优化，避免储能电站装机容量分配出现冗余或不足等情况，有效提高可再生能源消纳比例，降低电网运行成本，为指导集中式储能电站建设提供了技术指导。

主权项：1.集中式储能电站选址定容两阶段优化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：根据整个地区电网净负荷、储能电站自身功率限制和充放电状态、可再生能源时序特性，建立集中式储能电站运行策略，具体模型如下：首先单个定义电网节点的净负荷，然后将电网内所有节点的净负荷相加，得到电网净负荷： 式中：中为t时刻电网节点i的净负荷，kW；Lit为t时刻电网节点i的负荷，kW；为t时刻电网节点i的有功发电量，kW；和分别表示t时刻由线路j注入和流出电网节点i的有功功率，kW；Lt为t时刻电网净负荷，kW；净负荷会出现大于零、等于零、小于零三种情况，分别对应放电、闲置、充电三种工作状态；同时，储能电站的运行会受到电网的限制以及设备自身的荷电状态、功率方面的限制，具体如下式： 式中：表示t时刻储能电站i的充电功率，kW；表示储能电站i的最大充电功率,kW；表示t时刻储能电站i的放电功率，kW；表示储能电站i的最大放电功率,kW；SOC表示储能电站的荷电状态；步骤2：通过由新能源电站出力、介数中心性、负荷大小、相邻电网节点平均距离构成的综合指标进行预选址，得到重要度高的电网节点，以降低计算复杂度，提高优化速度；1介数中心性通过式4计算获得： 式中：σstv表示由节点s到节点t且经过节点v的最短路径条数；σst表示节点s到节点t的最短路径条数；2由于各指标单位不同，需要进行归一化处理后进行加和： F·v＝a·F1·v+b·F2·v+c·F3·v+d·F4·v6式中：Fn·v表示节点v归一化后的第n个指标；Fnv表示节点v的第n个指标；表示所有节点中第n个指标的最小值；表示所有节点中第n个指标的最大值；F·v表示节点v的综合指标，F1·v表示节点v归一化后的新能源电站出力；F2·v表示节点v归一化后的介数中心性；F3·v表示节点v归一化后的负荷大小；F4·v表示节点v归一化后的相邻电网节点平均距离；a，b，c，d表示各指标对应的权重；步骤3：根据集中式储能电站运行策略，将电网和储能设备自身约束作为边界条件，以调峰获利、投资成本、有功网损为目标，通过多目标优化算法NSGA-II对储能电站位置和容量进行多目标优化，得到储能电站合理的位置和容量，具体过程如下：1建立调峰获利、投资成本、有功网损三个目标函数的数学模型： 式中：S表示所有储能电站单日的调峰获利，元；Pdi,t和Pci,t分别为储能电站i在t时刻前一小时的放电量和充电量，kWh；s为当前时刻电价，元；C表示所有储能电站的总投资，元；Crbi为储能电站i的额定装机容量，kWh；Ii和Mi表示储能电站i单位容量建设和运行维护费用，元；L表示所有储能电站单日有功网损，kWh；Plossj,t为线路j在t时刻前一小时的有功线损，kW；2选取储能电站总装机容量、各预选节点储能容量占比作为优化变量；3通过NSGA-II算法进行多目标优化，得到Pareto解集；4通过理想点法从Pareto解集中选取最优解，理想点法见下式：minDi＝||Fideal-Fi||0i≤n8式中：minDi表示Pareto解集中点i与理想点的最短空间距离；Fideal表示理想解；Fi表示Pareto解集中点i；步骤4：在前述步骤3得到的储能电站的位置和容量的基础上，以电网运行成本最低为目标，对加入储能电站后的电网进行最优潮流计算，保证电网能够稳定运行的同时进一步对储能电站的充放电功率优化。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 西安交通大学 一种集中式储能电站选址定容两阶段优化方法

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