一种考虑电网调节需求的四象限储能系统优化配置方法

本发明涉及一种储能系统优化配置方法。特别是涉及一种考虑电网调节需求的四象限储能系统优化配置方法。

背景技术：

1、风力发电与光伏发电以其清洁环保和资源丰富的特点取得了高速发展。由于新能源出力具有随机性、波动性，这导致电网电压频繁波动，越限风险提高，其逆调峰特性也使得电力系统需要更多调峰容量以维持系统电力平衡，新能源机组惯量较同步机组更低，使得电网频率稳定面临新的挑战。储能系统具有高能量密度和快速独立吸收和释放有功与无功功率的特点，在电网中合理配置储能系统将有效应对上述问题。

2、现有的储能优化配置研究多专注于单一电网调节需求。然而，进一步研究发现，忽略储能系统其他服务价值，会低估其带来的效益，考虑多类型电网调节需求的储能优化配置方法能充分挖掘储能潜力，提升设备利用率，提高投资收益。目前对于兼顾多类型电网调节需求的四象限储能配置研究仍显不足，需要建立一个考虑调频调峰调压多类型调节需求的统一分析方法。此外，在储能系统接入问题中，根据电网调节需求的侧重不同，需要灵活的储能优化配置方法。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是，为克服现有技术的不足，提供一种能够充分利用储能系统四象限特性，挖掘储能系统潜力，同时兼顾电网调节需求的考虑电网调节需求的四象限储能系统优化配置方法。

2、本发明所采用的技术方案是：一种考虑电网调节需求的四象限储能系统优化配置方法，包括如下步骤：

3、1)根据四象限储能系统的有功-无功调节特性，对储能系统四象限功率特性与储能系统参与电网调节方式进行控制；

4、2)考虑四象限储能系统参与电网调峰、调频、调压场景下的调节机理，建立考虑电网多类型调节需求的四象限储能优化配置模型，模型的目标函数为配电网单日运行成本，兼顾电网多类型调节需求，在日均投资运维成本、配电网购电成本和网络损耗成本的基础上，将综合考虑净负荷方差和馈线功率方差的调峰惩罚项、考虑系统调频惯量需求的惯量惩罚项以及含权重的节点电压偏差惩罚项添加至目标函数；模型的约束条件为：考虑四象限储能系统选址定容约束、四象限储能系统约束、风电光伏发电系统约束、网络潮流约束、无功设备约束、虚拟惯量约束、安全运行约束；

5、3)使用二阶锥松弛、变量替代、大m法和分段线性化方法处理模型中的非线性项和非锥函数，进而将难以求解的模型转化为混合整数二阶锥规划模型。

6、本发明的一种考虑电网调节需求的四象限储能系统优化配置方法，具有如下优点：

7、1、本发明分析储能四象限特性，构建了含有风电有功无功出力、光伏有功无功出力、无功设备出力的四象限储能配置数学模型；

8、2、本发明可以在优化配电网成本和储能配置总成本的同时，更好地兼顾调频调压调峰的电网调节需求。充分挖掘储能四象限潜力，尤其提高所配置储能系统功率容量的利用率，提高储能投资建设收益；

9、3、本发明的模型统筹考虑电网调峰调频调压的调节需求，综合净负荷方差和馈线功率方差，在首末两端体现系统峰谷特性；基于系统最大频率变换率确定系统最小惯量，从而得到系统惯量缺额；利用节点负荷比重修正系统平均电压偏差；

10、4、本发明可根据不同场景/复杂场景下不同电网调节需求侧重，制定储能的差异化接入方案，为电网储能配置提供指导和参考。

1.一种考虑电网调节需求的四象限储能系统优化配置方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种考虑电网调节需求的四象限储能系统优化配置方法，其特征在于，步骤2)所述的建立考虑电网多类型调节需求的四象限储能优化配置目标函数如下：

3.根据权利要求1所述的一种考虑电网调节需求的四象限储能系统优化配置方法，其特征在于，步骤2)所述的：

4.根据权利要求1所述的一种考虑电网调节需求的四象限储能系统优化配置方法，其特征在于，步骤3)包括：