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摘要:本发明公开了一种基于时序生产模拟的直流电网储能配置方法、设备及介质,该方法包括:结合电力系统全年运行成本、时序生产模拟确定的系统年度运行方案以及第一约束条件,构建内层规划模型;采用滚动求解方式对所述内层规划模型中所述系统年度运行方案进行优化,并在所述内层规划模型计算所述系统全年运行成本后,获取优化后的内层规划模型;将所述优化后的内层规划模型传输至外层规划模型,所述外层规划模型采用粒子群算法进行优化求解,迭代获取储能容量配置和优化布局方案。本发明采用时序生产模拟与粒子群算法,结合内层规划模型与外层规划模型,提高直流电网储能的配置效率。
主权项:1.一种基于时序生产模拟的直流电网储能配置方法,其特征在于,包括:结合电力系统全年运行成本、时序生产模拟确定的系统年度运行方案以及第一约束条件,构建内层规划模型;采用滚动求解方式对所述内层规划模型中所述系统年度运行方案进行优化,并在所述内层规划模型计算所述电力系统全年运行成本后,获取优化后的内层规划模型;将所述优化后的内层规划模型传输至外层规划模型,所述外层规划模型采用粒子群算法进行优化求解,迭代获取储能容量配置和优化布局方案;其中,所述外层规划模型,具体为:根据电池储能配置方案以及电力系统综合成本以及第二约束条件,构建所述外层规划模型的目标函数,其中,所述第二约束条件包括电池储能布点约束,所述电力系统综合成本包括,火电机组煤耗成本、火电机组启停成本、电池储能投资成本、线损成本以及弃风成本;所述外层规划模型的目标函数F2,具体为:minF2=Ccoal+CUD+Cinv+Closs+Cwind;式中,Ccoal表示所述火电机组煤耗成本,CUD表示所述火电机组启停成本,Cinv表示所述电池储能投资成本,Closs表示所述线损成本,Cwind表示所述弃风成本;所述电池储能布点约束,如下: 式中,QBS,i表示正数变量,用于表征节点i电池储能单元配置数目,表示节点i处电池储能单元允许配置数目的最大值;所述内层规划模型,具体为:根据所述火电机组煤耗成本、所述火电机组启停成本、所述线损成本、所述弃风成本以及所述第一约束条件,构建所述内层规划模型的目标函数,其中,所述第一约束条件包括,节点功率平衡约束、节点电压约束、线路容量约束、旋转备用约束、机组出力约束、机组爬坡及启停机功率约束、开停机时间约束、机组启停状态切换约束、电池储能功率约束、电池储能能量状态约束、抽蓄电站功率约束、抽蓄电站能量状态约束、滚动周期末时刻火电机组运行状态约束;所述内层规划模型的目标函数F1,具体为:minF1=Ccoal+CUD+Closs+Cwind;式中,Ccoal表示所述火电机组煤耗成本,CUD表示所述火电机组启停成本,Closs表示所述线损成本,Cwind表示所述弃风成本;所述节点功率平衡约束,如下: 式中,λj表示电力系统中与节点j相连的所有节点集合,Pbr,ij,t表示t时刻由节点i通过线路传递至节点j的功率,Pwind,j,t为t时刻节点j处风电并网功率,Pgen,j,t为t时刻节点j处火电机组出力,与分别为t时刻节点j处抽蓄与电池储能放电功率,与分别为t时刻节点j处抽蓄与电池储能充电功率,PL,j,t为t时刻节点j处负荷功率,Ri,j为节点i和节点j间线路的电阻,Vj,t表示t时刻节点j处电压,Vi,t表示t时刻节点i处电压;所述节点电压约束,如下:Vi,min≤Vi,t≤Vi,max;式中,Vi,max、Vi,min分别为节点i处电压上下限;所述线路容量约束,如下:|Pbr,ij,t|≤Pbr,ij,max;式中,Pbr,ij,max为节点i,j间线路的最大传输功率;所述旋转备用约束,如下: 式中,与Pg,t为考虑爬坡后的t时刻机组g的出力上限和下限,与分别为系统t时刻正、负旋转备用容量需求,Ng为火电机组台数,Pg,t表示机组g在t时刻的出力;所述机组出力约束,如下: 式中,Pg,t表示机组g在t时刻的出力,Ig,t表示t时刻机组g运行状态的0-1变量,为机组g出力上限,为机组g出力下限;所述机组爬坡及启停机功率约束,如下: 式中,为机组g上爬坡限值,为机组g下爬坡限值,为机组g的启动及停机时最大功率,Ig,t-1表示t-1时刻机组g运行状态的0-1变量,Pg,t-1表示机组g在t-1时刻的出力;所述开停机时间约束,如下: 式中,与分别表示机组g最小的连续运行及停机时间,Ig,k表示k时刻机组g运行状态的0-1变量,T表示规划单日内小时数;所述机组启停状态切换约束,如下: 式中,ug,t,vg,t分别表示记录机组g在t时刻启动与关停动作的0-1变量,Ig,t+1表示t+1时刻机组g运行状态的0-1变量;所述电池储能功率约束,如下: 式中,与分别为表征节点i处电池储能t时刻充、放电状态的0-1变量,表示t时刻节点i处电池储能放电功率,表示t时刻节点i处电池储能充电功率;所述电池储能能量状态约束,如下: 式中,ηBS,c为电池储能的充电效率,ηBS,dic为电池储能的放电效率,EBS,i0为i节点处的初始能量,表示i节点处的最大能量,表示τ时刻节点i处电池储能放电功率,表示τ时刻节点i处电池储能充电功率;所述抽蓄电站功率约束,如下: 式中,与分别为表征抽蓄电站t时刻充、放电状态的0-1变量,为抽蓄电站的最大发电功率,为抽蓄电站的最小发电功率,为抽蓄电站的最大蓄水功率,为抽蓄电站的最小蓄水功率;所述抽蓄电站能量状态约束,如下: 式中,ηPS,c、ηPS,dic分别为储能电站的充、放电效率,EPS0为抽蓄电站在规划周期初始时刻的能量状态,为抽蓄电站最大能量容量,表示τ时刻节点i处抽蓄充电功率,表示τ时刻节点i处抽蓄放电功率;所述滚动周期末时刻火电机组运行状态约束,如下: Tg0≥0;式中,Ig0为上一滚动周期末时刻火电机组运行状态,Ug0为对应的已连续运行时间,Dg0为已连续停机时间。
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