一種降低電力網(wǎng)絡擁塞的儲能容量配置方法、裝置及存儲介質與流程
1.本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)規(guī)劃技術領域，特別是一種降低電力網(wǎng)絡擁塞的儲能容量配置方法、裝置及存儲介質。
背景技術：
2.可再生能源的大規(guī)模并網(wǎng)與用電負荷的日益增長，給電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行帶來了諸多挑戰(zhàn)，對電網(wǎng)的傳輸能力、安全穩(wěn)定運行能力提出了更高要求。由于源荷特性及其分布差異，電網(wǎng)重載線路增多、線損提升，可再生能源的消納與電網(wǎng)結構、時序負荷的矛盾日益突出，大規(guī)模儲能技術由于具備良好地快速響應能力和雙向調節(jié)能力，被視為解決上述技術問題的有效措施之一。通過配置儲能電站可有效提升可再生能源的消納水平，并且大規(guī)模儲能可以提供電網(wǎng)調峰、調頻、用電備用、降低網(wǎng)損等輔助服務，從而大大提高了新能源系統(tǒng)的調節(jié)能力和上網(wǎng)的可能性，最終提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的水平。
3.結合當前電力系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀和實際需求，應對新能源接入所帶來的不確定性，相較于傳統(tǒng)運行方式，電力系統(tǒng)需要更多的備用資源。從系統(tǒng)層面利用儲能裝置提高調峰能力，減少棄電損失，關注的是儲能在整個電力平衡中發(fā)揮的作用。在儲能類型和容量相同的條件下，集中布放要比分散布放更節(jié)省投資，但儲能布放位置和容量不同，會對網(wǎng)絡擁塞產(chǎn)生一定的影響，并且當系統(tǒng)存在網(wǎng)絡阻塞引起的棄電問題時，儲能的布放位置對棄電的影響就更為顯著。因此，如何通過合理分配儲能電站在電力系統(tǒng)中的布局數(shù)量及布局位置，以最大限度提高儲能電站的布局優(yōu)化效果，成為當下亟待解決的一個問題。
技術實現(xiàn)要素：
4.本發(fā)明的目的是提供一種降低電力網(wǎng)絡擁塞的儲能容量配置方法、裝置及存儲介質，考慮關鍵斷面以及重載線路，根據(jù)新能源的裝機容量以及重載時長對儲能進行優(yōu)化分配，可提升新能源消納水平，同時降低電力網(wǎng)絡擁塞。本發(fā)明采用的技術方案如下。
5.一方面，本發(fā)明提供一種降低電力網(wǎng)絡擁塞的儲能容量配置方法，包括：
6.獲取電力系統(tǒng)時序生產(chǎn)模擬模型；
7.利用所述電力系統(tǒng)時序生產(chǎn)模擬模型進行電力系統(tǒng)時序生產(chǎn)模擬，計算無儲能規(guī)劃條件下電力系統(tǒng)在規(guī)劃時段的運行參數(shù)；
8.根據(jù)所述無儲能規(guī)劃條件下電力系統(tǒng)在規(guī)劃時段的運行參數(shù)，確定電力系統(tǒng)中的斷面分布情況以及斷面和/或線路的重載時長；
9.根據(jù)電力系統(tǒng)中的斷面分布情況對電力系統(tǒng)進行區(qū)域劃分，根據(jù)各區(qū)域的新能源裝機容量占比和所規(guī)劃的總儲能容量，對各區(qū)域進行儲能裝機容量的第一次分配；
10.對于各區(qū)域，根據(jù)無儲能規(guī)劃條件下區(qū)域內線路的重載時長或區(qū)域內節(jié)點所連線路的重載時長，將第一次分配得到的儲能容量分配至重載線路關聯(lián)的節(jié)點。
11.可選的，利用所述電力系統(tǒng)時序生產(chǎn)模擬模型進行電力系統(tǒng)時序生產(chǎn)模擬，計算
無儲能規(guī)劃條件下電力系統(tǒng)在規(guī)劃時段的運行參數(shù)，包括：
12.基于所述電力系統(tǒng)時序生產(chǎn)模擬模型，進行無儲能規(guī)劃條件下的機組組合優(yōu)化計算，得到無儲能規(guī)劃條件下電力系統(tǒng)中各發(fā)電機組在規(guī)劃時段內的啟停狀態(tài)數(shù)據(jù)；
13.基于規(guī)劃時段內的各發(fā)電機組啟停狀態(tài)數(shù)據(jù)、新能源出力預測數(shù)據(jù)、負荷預測數(shù)據(jù)和聯(lián)絡線傳輸計劃數(shù)據(jù)，以系統(tǒng)運行成本最小為優(yōu)化目標，計算各發(fā)電機組在規(guī)劃時段內的出力數(shù)據(jù)以及電力系統(tǒng)中各線路和主變的輸電功率數(shù)據(jù)。
14.可選的，所述利用所述電力系統(tǒng)時序生產(chǎn)模擬模型進行電力系統(tǒng)時序生產(chǎn)模擬，計算無儲能規(guī)劃條件下電力系統(tǒng)在規(guī)劃時段的運行參數(shù)，所采用的優(yōu)化目標函數(shù)為：
[0015][0016]
式中，f表示電力系統(tǒng)總運行成本；k表示電力系統(tǒng)中子系統(tǒng)個數(shù)；t表示總運行時間；j表示第j個火電機組；表示火電機組的發(fā)電成本；表示火電機組的開機成本；表示火電機組的關機成本；θs表示棄光懲罰；θw表示棄風懲罰；表示光伏電站最大可發(fā)電量，p
s,k
(t)表示光伏電站實際發(fā)電量；表示風電場最大可發(fā)電量，p
w,k
(t)表示風電場實際發(fā)電量；
[0017]
目標函數(shù)的求解約束包括功率平衡約束、備用約束、網(wǎng)架約束、發(fā)電機組出力約束、爬坡約束、開關機功率上限約束、最小啟停時間約束以及熱電聯(lián)產(chǎn)機組出力約束。
[0018]
可選的，所述功率平衡約束，表示為：
[0019][0020]
其中，p
g,j
(t)表示火電機組的實際出力；t
i,k
(t)、t
o,k
(t)分別表示第k個子系統(tǒng)聯(lián)絡線流入、流出的功率；p
l,k
(t)表示子系統(tǒng)的電力負荷；
[0021]
所述備用約束表示為：
[0022][0023]
其中，ui表示機組的啟停狀態(tài)，機組處于并網(wǎng)狀態(tài)時為1，反之為0；ε
w,k
、ε
s,k
分別表示子系統(tǒng)k的風電、光伏電站的最大預測誤差；η
l,k
表示負荷的備用系數(shù)，一般取為5％；
[0024]
所述網(wǎng)架約束表示為：
[0025][0026]
其中，p
i,j
(t)—聯(lián)絡線上的交換功率，以上公式表示：對于相互連接的子系統(tǒng)，聯(lián)絡線上的交換功率不得高于線路傳輸功率上下限；
[0027]
所述發(fā)電機組出力約束表示為：
[0028][0029]
[0030][0031]
其中，p
g,i
分別為火電機組的額定容量、最小技術出力；
[0032]
所述爬坡約束表示為：
[0033][0034][0035]
其中，r
u,i
、r
d,i
分別表示機組單位時間功率上爬坡能力、功率下爬坡能力，m為較大常數(shù)；
[0036]
所述開關機功率上限約束表示為：
[0037][0038][0039]
其中，s
u,i
、s
d,i
分別表示機組開機時刻功率上限標幺值、關機時刻功率上限標幺值；
[0040]
所述最小啟停時間約束表示為：
[0041][0042][0043]
其中，t
u,i
、t
d,i
分別表示機組的最小運行時間、最小關機時間；
[0044]
所述熱電聯(lián)產(chǎn)機組出力約束表示為：
[0045][0046][0047]
其中，ai、bi為最大主汽壓限制參數(shù)，hi(t)表示熱負荷標幺值。
[0048]
可選的，所述根據(jù)無儲能規(guī)劃條件下電力系統(tǒng)在規(guī)劃時段的運行參數(shù)，確定電力系統(tǒng)中的斷面分布情況以及斷面和/或線路的重載時長，包括：
[0049]
根據(jù)規(guī)劃時段內電力系統(tǒng)中各線路和主變的輸電功率數(shù)據(jù)，統(tǒng)計重載運行的線路及其重仔運行的時長，其中，所述重載運行的線路為流過線路的電流達到額定電流的80％及以上的線路。
[0050]
可選的，所述根據(jù)電力系統(tǒng)中的斷面分布情況對電力系統(tǒng)進行區(qū)域劃分，根據(jù)各區(qū)域的新能源裝機容量占比和所規(guī)劃的總儲能容量，對各區(qū)域進行儲能裝機容量的第一次分配，包括：
[0051]
按照斷面的分布劃分對應的n個區(qū)域；
[0052]
確定區(qū)域之間的新能源裝機容量在整個電力系統(tǒng)中的占比c1:c2:...:cn；
[0053]
將規(guī)劃的總儲能容量m按照所述占比c1:c2:...:cn分配至各區(qū)域，公式如下：
[0054]
[0055]
式中，mi表示區(qū)域i所需分配的規(guī)劃儲能容量，ci表示區(qū)域i的新能源裝機容量在整個電力系統(tǒng)中的占比。
[0056]
可選的，所述根據(jù)無儲能規(guī)劃條件下區(qū)域內線路的重載時長或區(qū)域內節(jié)點所連線路的重載時長，將第一次分配得到的規(guī)劃儲能容量分配至重載線路關聯(lián)的節(jié)點，包括：
[0057]
若區(qū)域內僅存在一條重載線路，則將該區(qū)域分配得到的規(guī)劃儲能容量平均分配在該重載線路的兩端節(jié)點上；
[0058]
若區(qū)域內存在多條重載線路，則將重載線路節(jié)點所連的所有重載線路的重載運行時長進行累加，根據(jù)重載線路節(jié)點的重載時長占比，將該區(qū)域分配得到的規(guī)劃儲能容量分配至各重載線路節(jié)點。
[0059]
可選的，所述根據(jù)重載線路節(jié)點的重載時長占比，將該區(qū)域分配得到的儲能容量分配至各重載線路節(jié)點，公式為：
[0060][0061]
式中，m
im
表示區(qū)域i中第m個重載節(jié)點所需分配的規(guī)劃儲能容量，mi表示區(qū)域i的規(guī)劃儲能容量，m表示區(qū)域i中重載線路節(jié)點的數(shù)量，t
im
表述區(qū)域i中第m個重載節(jié)點所連的所有重載線路的重載運行時長累加值。
[0062]
第二方面，本發(fā)明提供一種降低電力網(wǎng)絡擁塞的儲能容量配置裝置，包括：
[0063]
數(shù)據(jù)獲取模塊，被配置用于獲取電力系統(tǒng)時序生產(chǎn)模擬模型；
[0064]
生產(chǎn)模擬計算模塊，被配置用于利用所述電力系統(tǒng)時序生產(chǎn)模擬模型進行電力系統(tǒng)時序生產(chǎn)模擬，計算無儲能規(guī)劃條件下電力系統(tǒng)在規(guī)劃時段的運行參數(shù)；
[0065]
斷面分析模塊，被配置用于根據(jù)所述無儲能規(guī)劃條件下電力系統(tǒng)在規(guī)劃時段的運行參數(shù)，確定電力系統(tǒng)中的斷面分布情況以及斷面和/或線路的重載時長；
[0066]
區(qū)域儲能分配模塊，被配置用于根據(jù)電力系統(tǒng)中的斷面分布情況對電力系統(tǒng)進行區(qū)域劃分，根據(jù)各區(qū)域的新能源裝機容量占比和所規(guī)劃的總儲能容量，對各區(qū)域進行儲能裝機容量的第一次分配；
[0067]
節(jié)點儲能分配模塊，被配置用于，對于各區(qū)域，根據(jù)無儲能規(guī)劃條件下區(qū)域內線路的重載時長或區(qū)域內節(jié)點所連線路的重載時長，將第一次分配得到的儲能容量分配至重載線路關聯(lián)的節(jié)點。
[0068]
第三方面，本發(fā)明提供一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，該計算機程序被處理器執(zhí)行時，實現(xiàn)如第一方面所述的降低電力網(wǎng)絡擁塞的儲能容量配置方法。
[0069]
有益效果
[0070]
在給定電力系統(tǒng)總儲能裝機容量的情況下，本發(fā)明以儲能建設布局優(yōu)化效果最大化為目標，綜合考慮關鍵斷面以及重載線路等約束條件，并根據(jù)新能源的裝機容量以及重載時長對儲能建設進行優(yōu)化分配，提出了一種能夠實現(xiàn)定儲能建設優(yōu)化的儲能分配方法，在總的新增儲能容量相同的情況下，通過本發(fā)明方法分配后的系統(tǒng)新能源消納率比系統(tǒng)宏觀上加設總儲能容量的新能源消納率更高，并且儲能位置布點的邏輯能夠降低電力網(wǎng)絡中的擁塞情況，可滿足電力網(wǎng)絡及新能源消納對儲能規(guī)劃的需求。
附圖說明
[0071]
圖1所示為本發(fā)明方法在一種實施例中的流程示意圖；
[0072]
圖2所示為本發(fā)明一種實施例中電力系統(tǒng)時序生產(chǎn)模擬模型的優(yōu)化求解流程示意圖；
[0073]
圖3所示為利用本發(fā)明方法的一種實施例中118節(jié)點系統(tǒng)的分區(qū)示意圖；
[0074]
圖4所示為圖3實施例中區(qū)域2內的重載線路和節(jié)點示意圖。
具體實施方式
[0075]
以下結合附圖和具體實施例進一步描述。
[0076]
本發(fā)明的技術構思為，針對電力系統(tǒng)規(guī)劃的總儲能裝機容量已給定，位置布點未定的情形，首先通過電力系統(tǒng)時序生產(chǎn)模擬模型進行模擬優(yōu)化計算，得到使得系統(tǒng)運行成本最小的機組組合、出力，以及相應機組組合和出力條件下的電力系統(tǒng)斷面潮流分布，統(tǒng)計重載運行的線路。再根據(jù)斷面潮流分布對電力系統(tǒng)進行區(qū)域劃分，根據(jù)各區(qū)域的新能源裝機容量占比進行總儲能裝機容量的第一次分配，然后對于各區(qū)域，按照區(qū)域內重載線路關聯(lián)節(jié)點的重載運行時長進行區(qū)域內儲能裝機容量的分配，最后根據(jù)分配結果進行儲能裝機容量的配置。全部過程兼顧了關鍵斷面以及重載線路，可將指定的儲能裝機規(guī)劃容量分配到電力系統(tǒng)中的不同節(jié)點以降低電力網(wǎng)絡的擁塞程度同時提升新能源消納率。
[0077]
實施例1
[0078]
本實施例介紹一種降低電力網(wǎng)絡擁塞的儲能容量配置方法，包括：
[0079]
獲取電力系統(tǒng)時序生產(chǎn)模擬模型；
[0080]
利用所述電力系統(tǒng)時序生產(chǎn)模擬模型進行電力系統(tǒng)時序生產(chǎn)模擬，計算無儲能規(guī)劃條件下電力系統(tǒng)在規(guī)劃時段的運行參數(shù)；
[0081]
根據(jù)所述無儲能規(guī)劃條件下電力系統(tǒng)在規(guī)劃時段的運行參數(shù)，確定電力系統(tǒng)中的斷面分布情況以及斷面和/或線路的重載時長；
[0082]
根據(jù)電力系統(tǒng)中的斷面分布情況對電力系統(tǒng)進行區(qū)域劃分，根據(jù)各區(qū)域的新能源裝機容量占比和所規(guī)劃的總儲能容量，對各區(qū)域進行儲能裝機容量的第一次分配；
[0083]
對于各區(qū)域，根據(jù)無儲能規(guī)劃條件下區(qū)域內線路的重載時長或區(qū)域內節(jié)點所連線路的重載時長，將第一次分配得到的儲能容量分配至重載線路關聯(lián)的節(jié)點。
[0084]
上述電力系統(tǒng)時序生產(chǎn)模擬模型可采用現(xiàn)有成熟模型，預先構建，并在方法實施時直接調用。
[0085]
參考圖1，以下具體介紹本實施例所涉及的內容。
[0086]
一、時序生產(chǎn)模擬
[0087]
電力系統(tǒng)時序生產(chǎn)模擬以混合整數(shù)線性規(guī)劃模型建模。時序生產(chǎn)模擬的本質是機組組合和經(jīng)濟調度。機組組合問題是選擇一定的優(yōu)化目標，考慮一系列運行約束條件和實際情況如功率平衡、備用約束、火電機組處出力約束、爬坡約束、最小開機/關機時間約束、線路傳輸功率約束等，模擬仿真時段內每個時刻各類電源的運行情況，提供系統(tǒng)的時序平衡狀態(tài)。經(jīng)濟調度問題則是在確定發(fā)電計劃，即機組的啟停狀態(tài)后，以系統(tǒng)運行成本最小為目標決策每臺機組每個調度時段的出力。
[0088]
也即，本實施例所述利用電力系統(tǒng)時序生產(chǎn)模擬模型進行電力系統(tǒng)時序生產(chǎn)模
擬，計算無儲能規(guī)劃條件下電力系統(tǒng)在規(guī)劃時段的運行參數(shù)，包括：
[0089]
基于電力系統(tǒng)時序生產(chǎn)模擬模型，進行無儲能規(guī)劃條件下的機組組合優(yōu)化計算，得到無儲能規(guī)劃條件下電力系統(tǒng)中各發(fā)電機組在規(guī)劃時段內的啟停狀態(tài)數(shù)據(jù)；
[0090]
基于規(guī)劃時段內的各發(fā)電機組啟停狀態(tài)數(shù)據(jù)、新能源出力預測數(shù)據(jù)、負荷預測數(shù)據(jù)和聯(lián)絡線傳輸計劃數(shù)據(jù)，以系統(tǒng)運行成本最小為優(yōu)化目標，計算各發(fā)電機組在規(guī)劃時段內的出力數(shù)據(jù)以及電力系統(tǒng)中各線路和主變的輸電功率數(shù)據(jù)。
[0091]
時序生產(chǎn)模擬的核心是機組組合模型，根據(jù)輸電斷面對電力系統(tǒng)進行劃分，并保留區(qū)域間輸電斷面的約束作用，以受限聯(lián)絡線為分界點，將區(qū)域電力系統(tǒng)劃分為若干個子系統(tǒng)。采用時間步長為一小時的機組組合模型：目標函數(shù)為調度機構按照系統(tǒng)總的運行成本最小來安排所有機組的啟停狀態(tài)與出力情況，除此之外還包含棄風懲罰與棄光懲罰。
[0092]
本實施例中，進行電力系統(tǒng)時序生產(chǎn)模擬，計算無儲能規(guī)劃條件下電力系統(tǒng)在規(guī)劃時段的運行參數(shù)，所采用的優(yōu)化目標函數(shù)為：
[0093][0094]
式中，f表示電力系統(tǒng)總運行成本；k表示電力系統(tǒng)中子系統(tǒng)個數(shù)；t表示總運行時間；j表示第j個火電機組；表示火電機組的發(fā)電成本；表示火電機組的開機成本；表示火電機組的關機成本；θs表示棄光懲罰；θw表示棄風懲罰；表示光伏電站最大可發(fā)電量，p
s,k
(t)表示光伏電站實際發(fā)電量；表示風電場最大可發(fā)電量，p
w,k
(t)表示風電場實際發(fā)電量；
[0095]
目標函數(shù)的求解約束包括功率平衡約束、備用約束、網(wǎng)架約束、發(fā)電機組出力約束、爬坡約束、開關機功率上限約束、最小啟停時間約束以及熱電聯(lián)產(chǎn)機組出力約束。
[0096]
可選的，所述功率平衡約束，表示為：
[0097][0098]
其中，p
g,j
(t)表示火電機組的實際出力；t
i,k
(t)、t
o,k
(t)分別表示第k個子系統(tǒng)聯(lián)絡線流入、流出的功率；p
l,k
(t)表示子系統(tǒng)的電力負荷；
[0099]
所述備用約束表示為：
[0100][0101]
其中，ui表示機組的啟停狀態(tài)，機組處于并網(wǎng)狀態(tài)時為1，反之為0；ε
w,k
、ε
s,k
分別表示子系統(tǒng)k的風電、光伏電站的最大預測誤差；η
l,k
表示負荷的備用系數(shù)，一般取為5％；
[0102]
所述網(wǎng)架約束表示為：
[0103][0104]
其中，p
i,j
(t)—聯(lián)絡線上的交換功率，以上公式表示：對于相互連接的子系統(tǒng)，聯(lián)絡線上的交換功率不得高于線路傳輸功率上下限；
[0105]
所述發(fā)電機組出力約束表示為：
[0106][0107][0108][0109]
其中，p
g,i
分別為火電機組的額定容量、最小技術出力；
[0110]
所述爬坡約束表示為：
[0111][0112][0113]
其中，r
u,i
、r
d,i
分別表示機組單位時間功率上爬坡能力、功率下爬坡能力，m為較大常數(shù)；
[0114]
所述開關機功率上限約束表示為：
[0115][0116][0117]
其中，s
u,i
、s
d,i
分別表示機組開機時刻功率上限標幺值、關機時刻功率上限標幺值；
[0118]
所述最小啟停時間約束表示為：
[0119][0120][0121]
其中，t
u,i
、t
d,i
分別表示機組的最小運行時間、最小關機時間；
[0122]
所述熱電聯(lián)產(chǎn)機組出力約束表示為：
[0123][0124][0125]
其中，ai、bi為最大主汽壓限制參數(shù)，hi(t)表示熱負荷標幺值。
[0126]
通過以上模型，在電力系統(tǒng)時序生產(chǎn)模擬中輸入為全年風電、光伏出力數(shù)據(jù)、發(fā)電機機組運行特性、全年負荷預測以及聯(lián)絡線傳輸計劃數(shù)據(jù)等，運行模擬的輸出結果包括全網(wǎng)發(fā)電機組啟停狀態(tài)、機組出力、儲能充放電功率以及各線路、主變輸電功率等。
[0127]
由于混整線性規(guī)劃問題求解規(guī)模的限制，對于一個含有上百臺發(fā)電機組的區(qū)域電力系統(tǒng)，全年運行模擬無法通過單次計算進行求解，因此目前對于電力系統(tǒng)時序運行模擬普遍采用逐日滾動模擬的方式，并以前一天(第k-1天)的終狀態(tài)作為后一天(第k天)的起始狀態(tài)，直到計算當天的終狀態(tài)為全年的最后一天，即統(tǒng)計求解了8760小時，則求解算法結束，得到全年8760小時的運行模擬結果，求解流程參考圖2。
[0128]
二、運行參數(shù)分析
[0129]
將無規(guī)劃儲能狀態(tài)下的系統(tǒng)數(shù)據(jù)輸入到電力系統(tǒng)時序生產(chǎn)模擬中進行仿真計算，
可以得到電網(wǎng)潮流分布情況，如圖3所示，以及各變電站的接入情況等運行參數(shù)，然后根據(jù)電力系統(tǒng)時序生產(chǎn)模擬的運行結果對新能源消納情況和電力線路情況進行評估，其統(tǒng)計信息包括新能源消納率以及各個斷面/線路重載運行的時長。
[0130]
本實施例中，根據(jù)負載程度把線路重載運行定義為，流過電力線路的電流達到額定電流的80％及以上。同理其重載時長表示統(tǒng)計線路在達到額定電流的80％及以上狀態(tài)下運行的時間。
[0131]
通過生產(chǎn)模擬仿真發(fā)現(xiàn)，電力系統(tǒng)在無規(guī)劃儲能情況下的新能源消納水平低，存在很多線路的重載運行現(xiàn)象。因此，可以通過給電力系統(tǒng)加設儲能設備來提升整個系統(tǒng)的新能源消納水平并緩解電力網(wǎng)絡的擁塞情況。
[0132]
另外，從宏觀角度來說，在儲能類型和容量相同的條件下，集中布放要比分散布放更節(jié)省投資。但儲能布放位置和容量不同，會對電力網(wǎng)絡擁塞產(chǎn)生一定的影響，并且當電力系統(tǒng)存在阻塞引起的棄電問題時，儲能的布放位置對棄電的影響就更為顯著。
[0133]
三、儲能裝置總容量的第一次分配
[0134]
根據(jù)生產(chǎn)模擬仿真得到運行參數(shù)，并分析得到斷面分布和重載線路信息后，本實施例對給定的儲能,總規(guī)劃容量進行第一次分配。首先將大規(guī)模的電力系統(tǒng)按照斷面的分布分為幾個區(qū)域，再根據(jù)各個區(qū)域的新能源裝機容量占比進行第一次優(yōu)化分配，包括：
[0135]
按照斷面的分布劃分對應的n個區(qū)域；
[0136]
確定區(qū)域之間的新能源裝機容量在整個電力系統(tǒng)中的占比c1:c2:...:cn；
[0137]
將規(guī)劃的總儲能容量m按照所述占比c1:c2:...:cn分配至各區(qū)域，公式如下：
[0138][0139]
式中，mi表示區(qū)域i所需分配的規(guī)劃儲能容量，ci表示區(qū)域i的新能源裝機容量在整個電力系統(tǒng)中的占比。
[0140]
對于圖3所示的118節(jié)點電力系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)中存在的斷面特點，將整個系統(tǒng)分成三個區(qū)域，如圖3中的區(qū)域1、區(qū)域2和區(qū)域3，根據(jù)1/2/3三個區(qū)域內的新能源裝機容量在整個電力系統(tǒng)中的占比c1:c2:c3，對規(guī)劃的總儲能容量m進行分配，區(qū)域1、2、3的儲能裝機容量分別為：
[0141][0142][0143][0144]
此時，將第一次優(yōu)化分配后的系統(tǒng)代入電力系統(tǒng)時序生產(chǎn)模擬中進行仿真計算，可得到出初步的模擬運行結果，分析其新能源消納情況及斷面/線路的重載運行時長情況。由于第一次分配僅考慮了斷面分布對電力網(wǎng)絡通暢及新能源消納水平的影響，對加裝的儲能設備進行宏觀分配，新能源消納水平及電力網(wǎng)絡通暢性有所提升，但對儲能設備具體的
布局還需進行更精細的優(yōu)化。
[0145]
四、區(qū)域節(jié)點儲能容量分配
[0146]
在這部分內容中，本實施例在第一次優(yōu)化分配的基礎上，綜合考慮斷面/線路重載運行的時長情況，根據(jù)已分析統(tǒng)計到的無規(guī)劃儲能情況下的斷面/線路重載時長，將各個區(qū)域分配到的儲能容量配置在嚴重重載斷面的節(jié)點兩端，進行基于線路重載時長的二次優(yōu)化分配。包括以下幾種情形：
[0147]
若區(qū)域內僅存在一條重載線路，則將該區(qū)域分配得到的規(guī)劃儲能容量平均分配在該重載線路的兩端節(jié)點上；在圖3所示的118節(jié)點系統(tǒng)的區(qū)域1中僅有一條嚴重重載線路l0，則區(qū)域1內分配的所有儲能m1應平均分配在重載線路l0的兩端節(jié)點上；
[0148]
若區(qū)域內存在多條重載線路(包括跨區(qū)的重載線路)，存在多個重載線路的節(jié)點，則將重載線路節(jié)點所連的所有重載線路的重載運行時長進行累加，根據(jù)重載線路節(jié)點的重載時長占比，將該區(qū)域分配得到的規(guī)劃儲能容量分配至各重載線路節(jié)點，公式為：
[0149][0150]
式中，m
im
表示區(qū)域i中第m個重載節(jié)點所需分配的規(guī)劃儲能容量，mi表示區(qū)域i的規(guī)劃儲能容量，m表示區(qū)域i中重載線路節(jié)點的數(shù)量，t
im
表述區(qū)域i中第m個重載節(jié)點所連的所有重載線路的重載運行時長累加值。
[0151]
圖3中區(qū)域2中重載線路和節(jié)點情況如圖4所示，包括跨區(qū)重載線路，區(qū)域2內有4條重載線路和6個重載線路節(jié)點，重載線路分別用線路l1/l2/l3/l4來表示，重載線路節(jié)點分別用節(jié)點1/2/3/4/5/6來表示，這4條重載線路對應的重載時長分別為t
l1
,t
l2
,t
l3
,t
l4
，6個節(jié)點對應的重載時長分別為t1,t2,t3,t4,t5,t6，每個節(jié)點上裝設儲能容量按照節(jié)點所連重載線路的重載時長進行分配，則在區(qū)域2內的6個重載線路節(jié)點上裝設的儲能裝機容量分別為：
[0152][0153][0154][0155][0156][0157][0158]
其中，節(jié)點1的重載時長t1＝t
l1
；節(jié)點2的重載時長t2＝t
l1
；節(jié)點3的重載時長t3＝
t
l2
；節(jié)點4的重載時長t4＝t
l3
+t
l4
；節(jié)點5的重載時長t5＝t
l3
；節(jié)點6的重載時長t6＝t
l4
。
[0159]
至此，可得到儲能建設優(yōu)化分配的完整布局方案。
[0160]
五、效果驗證
[0161]
本實施例中，將儲能容量優(yōu)化分配后的118節(jié)點系統(tǒng)重新代入電力系統(tǒng)時序生產(chǎn)模擬模型中進行仿真計算，驗證儲能建設優(yōu)化分配方法下的斷面/線路重載運行時長情況及新能源消納水平，發(fā)現(xiàn)了，在總的新增儲能容量相同的情況下，本發(fā)明定儲能建設優(yōu)化分配方法下系統(tǒng)的新能源消納率比系統(tǒng)宏觀上加設總儲能容量的新能源消納率更高，并且降低了電力網(wǎng)絡中的擁塞情況。
[0162]
實施例2
[0163]
與實施例1基于相同的發(fā)明構思，本實施例介紹一種降低電力網(wǎng)絡擁塞的儲能容量配置裝置，包括：
[0164]
數(shù)據(jù)獲取模塊，被配置用于獲取電力系統(tǒng)時序生產(chǎn)模擬模型；
[0165]
生產(chǎn)模擬計算模塊，被配置用于利用所述電力系統(tǒng)時序生產(chǎn)模擬模型進行電力系統(tǒng)時序生產(chǎn)模擬，計算無儲能規(guī)劃條件下電力系統(tǒng)在規(guī)劃時段的運行參數(shù)；
[0166]
斷面分析模塊，被配置用于根據(jù)所述無儲能規(guī)劃條件下電力系統(tǒng)在規(guī)劃時段的運行參數(shù)，確定電力系統(tǒng)中的斷面分布情況以及斷面和/或線路的重載時長；
[0167]
區(qū)域儲能分配模塊，被配置用于根據(jù)電力系統(tǒng)中的斷面分布情況對電力系統(tǒng)進行區(qū)域劃分，根據(jù)各區(qū)域的新能源裝機容量占比和所規(guī)劃的總儲能容量，對各區(qū)域進行儲能裝機容量的第一次分配；
[0168]
節(jié)點儲能分配模塊，被配置用于，對于各區(qū)域，根據(jù)無儲能規(guī)劃條件下區(qū)域內線路的重載時長或區(qū)域內節(jié)點所連線路的重載時長，將第一次分配得到的儲能容量分配至重載線路關聯(lián)的節(jié)點。
[0169]
以上各功能模塊的具體實現(xiàn)參考實施例1中相關內容，不予贅述。
[0170]
實施例3
[0171]
與實施例1基于相同的發(fā)明構思，本實施例介紹一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征是，該計算機程序被處理器執(zhí)行時，實現(xiàn)如實施例1所介紹降低電力網(wǎng)絡擁塞的儲能容量配置方法。
[0172]
本領域內的技術人員應明白，本技術的實施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計算機程序產(chǎn)品。因此，本技術可采用完全硬件實施例、完全軟件實施例、或結合軟件和硬件方面的實施例的形式。而且，本技術可采用在一個或多個其中包含有計算機可用程序代碼的計算機可用存儲介質(包括但不限于磁盤存儲器、cd-rom、光學存儲器等)上實施的計算機程序產(chǎn)品的形式。
[0173]
本技術是參照根據(jù)本技術實施例的方法、設備(系統(tǒng))、和計算機程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來描述的。應理解可由計算機程序指令實現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結合。可提供這些計算機程序指令到通用計算機、專用計算機、嵌入式處理機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設備的處理器以產(chǎn)生一個機器，使得通過計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的裝置。
[0174]
這些計算機程序指令也可存儲在能引導計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設備以特
定方式工作的計算機可讀存儲器中，使得存儲在該計算機可讀存儲器中的指令產(chǎn)生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能。
[0175]
這些計算機程序指令也可裝載到計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設備上，使得在計算機或其他可編程設備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計算機實現(xiàn)的處理，從而在計算機或其他可編程設備上執(zhí)行的指令提供用于實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。
[0176]
以上結合附圖對本發(fā)明的實施例進行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實施方式，上述的具體實施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護之內。
技術特征：
1.一種降低電力網(wǎng)絡擁塞的儲能容量配置方法，其特征是，包括：獲取電力系統(tǒng)時序生產(chǎn)模擬模型；利用所述電力系統(tǒng)時序生產(chǎn)模擬模型進行電力系統(tǒng)時序生產(chǎn)模擬，計算無儲能規(guī)劃條件下電力系統(tǒng)在規(guī)劃時段的運行參數(shù)；根據(jù)所述無儲能規(guī)劃條件下電力系統(tǒng)在規(guī)劃時段的運行參數(shù)，確定電力系統(tǒng)中的斷面分布情況以及斷面和/或線路的重載時長；根據(jù)電力系統(tǒng)中的斷面分布情況對電力系統(tǒng)進行區(qū)域劃分，根據(jù)各區(qū)域的新能源裝機容量占比和所規(guī)劃的總儲能容量，對各區(qū)域進行儲能裝機容量的第一次分配；對于各區(qū)域，根據(jù)無儲能規(guī)劃條件下區(qū)域內線路的重載時長或區(qū)域內節(jié)點所連線路的重載時長，將第一次分配得到的儲能容量分配至重載線路關聯(lián)的節(jié)點。2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征是，所述利用所述電力系統(tǒng)時序生產(chǎn)模擬模型進行電力系統(tǒng)時序生產(chǎn)模擬，計算無儲能規(guī)劃條件下電力系統(tǒng)在規(guī)劃時段的運行參數(shù)，包括：基于所述電力系統(tǒng)時序生產(chǎn)模擬模型，進行無儲能規(guī)劃條件下的機組組合優(yōu)化計算，得到無儲能規(guī)劃條件下電力系統(tǒng)中各發(fā)電機組在規(guī)劃時段內的啟停狀態(tài)數(shù)據(jù)；基于規(guī)劃時段內的各發(fā)電機組啟停狀態(tài)數(shù)據(jù)、新能源出力預測數(shù)據(jù)、負荷預測數(shù)據(jù)和聯(lián)絡線傳輸計劃數(shù)據(jù)，以系統(tǒng)運行成本最小為優(yōu)化目標，計算各發(fā)電機組在規(guī)劃時段內的出力數(shù)據(jù)以及電力系統(tǒng)中各線路和主變的輸電功率數(shù)據(jù)。3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征是，所述利用所述電力系統(tǒng)時序生產(chǎn)模擬模型進行電力系統(tǒng)時序生產(chǎn)模擬，計算無儲能規(guī)劃條件下電力系統(tǒng)在規(guī)劃時段的運行參數(shù)，所采用的優(yōu)化目標函數(shù)為：式中，f表示電力系統(tǒng)總運行成本；k表示電力系統(tǒng)中子系統(tǒng)個數(shù)；t表示總運行時間；j表示第j個火電機組；表示火電機組的發(fā)電成本；表示火電機組的開機成本；表示火電機組的關機成本；θ
s
表示棄光懲罰；θ
w
表示棄風懲罰；表示光伏電站最大可發(fā)電量，p
s,k
(t)表示光伏電站實際發(fā)電量；表示風電場最大可發(fā)電量，p
w,k
(t)表示風電場實際發(fā)電量；目標函數(shù)的求解約束包括功率平衡約束、備用約束、網(wǎng)架約束、發(fā)電機組出力約束、爬坡約束、開關機功率上限約束、最小啟停時間約束以及熱電聯(lián)產(chǎn)機組出力約束。4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征是，所述功率平衡約束，表示為：其中，p
g,j
(t)表示火電機組的實際出力；t
i,k
(t)、t
o,k
(t)分別表示第k個子系統(tǒng)聯(lián)絡線流入、流出的功率；p
l,k
(t)表示子系統(tǒng)的電力負荷；所述備用約束表示為：
其中，u
i
表示機組的啟停狀態(tài)，機組處于并網(wǎng)狀態(tài)時為1，反之為0；ε
w,k
、ε
s,k
分別表示子系統(tǒng)k的風電、光伏電站的最大預測誤差；η
l,k
表示負荷的備用系數(shù)；所述網(wǎng)架約束表示為：其中，p
i,j
(t)—聯(lián)絡線上的交換功率，以上公式表示：對于相互連接的子系統(tǒng)，聯(lián)絡線上的交換功率不得高于線路傳輸功率上下限；所述發(fā)電機組出力約束表示為：所述發(fā)電機組出力約束表示為：所述發(fā)電機組出力約束表示為：其中，p
g,i
分別為火電機組的額定容量、最小技術出力；所述爬坡約束表示為：所述爬坡約束表示為：其中，r
u,i
、r
d,i
分別表示機組單位時間功率上爬坡能力、功率下爬坡能力，m為較大常數(shù)；所述開關機功率上限約束表示為：所述開關機功率上限約束表示為：其中，s
u,i
、s
d,i
分別表示機組開機時刻功率上限標幺值、關機時刻功率上限標幺值；所述最小啟停時間約束表示為：所述最小啟停時間約束表示為：其中，t
u,i
、t
d,i
分別表示機組的最小運行時間、最小關機時間；所述熱電聯(lián)產(chǎn)機組出力約束表示為：所述熱電聯(lián)產(chǎn)機組出力約束表示為：其中，a
i
、b
i
為最大主汽壓限制參數(shù)，h
i
(t)表示熱負荷標幺值。5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征是，所述根據(jù)無儲能規(guī)劃條件下電力系統(tǒng)在規(guī)劃
時段的運行參數(shù)，確定電力系統(tǒng)中的斷面分布情況以及斷面和/或線路的重載時長，包括：根據(jù)規(guī)劃時段內電力系統(tǒng)中各線路和主變的輸電功率數(shù)據(jù)，統(tǒng)計重載運行的線路及其重仔運行的時長，其中，所述重載運行的線路為流過線路的電流達到額定電流的80％及以上的線路。6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征是，所述根據(jù)電力系統(tǒng)中的斷面分布情況對電力系統(tǒng)進行區(qū)域劃分，根據(jù)各區(qū)域的新能源裝機容量占比和所規(guī)劃的總儲能容量，對各區(qū)域進行儲能裝機容量的第一次分配，包括：按照斷面的分布劃分對應的n個區(qū)域；確定區(qū)域之間的新能源裝機容量在整個電力系統(tǒng)中的占比c1:c2:...:c
n
；將規(guī)劃的總儲能容量m按照所述占比c1:c2:...:c
n
分配至各區(qū)域，公式如下：式中，m
i
表示區(qū)域i所需分配的規(guī)劃儲能容量，c
i
表示區(qū)域i的新能源裝機容量在整個電力系統(tǒng)中的占比。7.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征是，所述根據(jù)無儲能規(guī)劃條件下區(qū)域內線路的重載時長或區(qū)域內節(jié)點所連線路的重載時長，將第一次分配得到的規(guī)劃儲能容量分配至重載線路關聯(lián)的節(jié)點，包括：若區(qū)域內僅存在一條重載線路，則將該區(qū)域分配得到的規(guī)劃儲能容量平均分配在該重載線路的兩端節(jié)點上；若區(qū)域內存在多條重載線路，則將重載線路節(jié)點所連的所有重載線路的重載運行時長進行累加，根據(jù)重載線路節(jié)點的重載時長占比，將該區(qū)域分配得到的規(guī)劃儲能容量分配至各重載線路節(jié)點。8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征是，所述根據(jù)重載線路節(jié)點的重載時長占比，將該區(qū)域分配得到的儲能容量分配至各重載線路節(jié)點，公式為：式中，m
im
表示區(qū)域i中第m個重載節(jié)點所需分配的規(guī)劃儲能容量，m
i
表示區(qū)域i的規(guī)劃儲能容量，m表示區(qū)域i中重載線路節(jié)點的數(shù)量，t
im
表述區(qū)域i中第m個重載節(jié)點所連的所有重載線路的重載運行時長累加值。9.一種降低電力網(wǎng)絡擁塞的儲能容量配置裝置，其特征是，包括：數(shù)據(jù)獲取模塊，被配置用于獲取電力系統(tǒng)時序生產(chǎn)模擬模型；生產(chǎn)模擬計算模塊，被配置用于利用所述電力系統(tǒng)時序生產(chǎn)模擬模型進行電力系統(tǒng)時序生產(chǎn)模擬，計算無儲能規(guī)劃條件下電力系統(tǒng)在規(guī)劃時段的運行參數(shù)；斷面分析模塊，被配置用于根據(jù)所述無儲能規(guī)劃條件下電力系統(tǒng)在規(guī)劃時段的運行參數(shù)，確定電力系統(tǒng)中的斷面分布情況以及斷面和/或線路的重載時長；區(qū)域儲能分配模塊，被配置用于根據(jù)電力系統(tǒng)中的斷面分布情況對電力系統(tǒng)進行區(qū)域劃分，根據(jù)各區(qū)域的新能源裝機容量占比和所規(guī)劃的總儲能容量，對各區(qū)域進行儲能裝機容量的第一次分配；
節(jié)點儲能分配模塊，被配置用于，對于各區(qū)域，根據(jù)無儲能規(guī)劃條件下區(qū)域內線路的重載時長或區(qū)域內節(jié)點所連線路的重載時長，將第一次分配得到的儲能容量分配至重載線路關聯(lián)的節(jié)點。10.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征是，該計算機程序被處理器執(zhí)行時，實現(xiàn)如權利要求1-8任一項所述的降低電力網(wǎng)絡擁塞的儲能容量配置方法。
技術總結
本發(fā)明公開一種降低電力網(wǎng)絡擁塞的儲能容量配置方法、裝置和存儲介質，屬于電力系統(tǒng)規(guī)劃技術領域。方法包括：利用電力系統(tǒng)時序生產(chǎn)模擬模型進行電力系統(tǒng)時序生產(chǎn)模擬，計算無儲能規(guī)劃條件下電力系統(tǒng)在規(guī)劃時段的運行參數(shù)；根據(jù)運行參數(shù)計算結果確定斷面分布情況以及斷面和/或線路的重載時長；根據(jù)斷面分布情況進行區(qū)域劃分，根據(jù)各區(qū)域的新能源裝機容量占比和所規(guī)劃的總儲能容量，進行儲能裝機容量的第一次分配；再對于各區(qū)域，根據(jù)區(qū)域內線路的重載時長或區(qū)域內節(jié)點所連線路的重載時長，將第一次分配得到的儲能容量分配至重載線路關聯(lián)的節(jié)點。本發(fā)明根據(jù)新能源的裝機容量以及重載時長對儲能進行優(yōu)化分配，可提升新能源消納水平，同時降低電力網(wǎng)絡擁塞。同時降低電力網(wǎng)絡擁塞。同時降低電力網(wǎng)絡擁塞。
