CN108416459B - 一种电池储能电站的选址方法 - Google Patents
一种电池储能电站的选址方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108416459B CN108416459B CN201810051400.3A CN201810051400A CN108416459B CN 108416459 B CN108416459 B CN 108416459B CN 201810051400 A CN201810051400 A CN 201810051400A CN 108416459 B CN108416459 B CN 108416459B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- energy storage
- battery energy
- power station
- storage power
- site selection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 title claims abstract description 104
- 238000010187 selection method Methods 0.000 title claims description 7
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims abstract description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 9
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims description 5
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 claims description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005457 optimization Methods 0.000 abstract 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 5
- 238000011160 research Methods 0.000 description 5
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q10/00—Administration; Management
- G06Q10/04—Forecasting or optimisation specially adapted for administrative or management purposes, e.g. linear programming or "cutting stock problem"
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q10/00—Administration; Management
- G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
- G06Q10/063—Operations research, analysis or management
- G06Q10/0639—Performance analysis of employees; Performance analysis of enterprise or organisation operations
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
- G06Q50/06—Energy or water supply
Landscapes
- Business, Economics & Management (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Resources & Organizations (AREA)
- Economics (AREA)
- Strategic Management (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Development Economics (AREA)
- Marketing (AREA)
- Entrepreneurship & Innovation (AREA)
- General Business, Economics & Management (AREA)
- Tourism & Hospitality (AREA)
- Operations Research (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Educational Administration (AREA)
- Game Theory and Decision Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Primary Health Care (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
一种电池储能电站的选址方法。将电池储能电站分别接入含风电系统的不同的电网节点,并通过风电场出口PV曲线对不同选址方案下的系统风电消纳能力进行分析评估,另外以电池储能电站接入前后的全网电压分布波动对系统电压稳定能力进行评估,最后利用加权优化方法对上述评估结果进行综合处理得出效果最优的选址方案。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池储能电站的选址方法。
背景技术
面对经济和人口的快速增长,社会对传统能源的需求与日俱增,煤炭、石油等燃料的大量燃烧所造成的环境恶化问题也日益严重。新能源的出现无疑为上述问题的彻底解决带来了一丝曙光,而风能作为可再生能源和清洁能源的重要形式之一,对全球可持续发展具有重大的战略意义。然而,随着越来越多的大容量风电场建成并投入电网,由于风电出力的不稳定性、波动性等技术难题短期内得不到彻底攻克,风电场接入会对系统的安全及稳定运行带来许多不确定性因素,严重时甚至会造成系统的失稳崩溃。另外,受风速的不确定性影响,风电出力的波动性非常明显,风电与负荷需求的不匹配所导致的风电消纳能力不足让弃风现象更为突出。为突破上述风能发展瓶颈,储能技术应运而生。而作为目前主流储能类型之一的电池储能技术,其首要问题则是电池储能电站的选址规划。电池储能电站充分利用能量时移特性,通过不同类型的大规模电池组、变压器、换流器等对电网中的多余电能进行存储,其运行方式灵活,对电网调节能力强,可以运行在四象限模式下。而电池储能电站的选址不当则会不同程度地影响电网潮流分布,进而使风电场附近线路输送能力下降,风电消纳能力被削弱,弃风现象加剧。同时,国民经济也会相应受损,严重时更可能影响电网的安全稳定运行。
目前针对电池储能电站选址问题的研究相对较少,已有的研究主要从配电网侧出发,对分布式储能的选址做了一定研究,但并未涉及集总式储能类型。分布式储能一般接入电压等级较低,容量较小,其应用在一定程度上会受到限制。而在输电网侧对集总式储能选址问题的研究更少,且对于选址效果的评估大多从电网的安全稳定性或经济性层面出发,如网损、选址成本等,尚未有研究从提升系统风电消纳能力的角度出发对电池储能电站选址问题进行分析。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述缺点,提出一种电池储能电站的选址方法。该选址方法通过同样标准下对所有可能的电池储能电站选址方案进行选址效果评估,得出评估效果最佳的一种选址方案作为电池储能电站的最终接入方案。
所述电池储能电站主要是电池储能元件和换流器结合控制系统构成,并通过升压变压器接入电网。本发明可用于电池储能电站的选址规划。运用本发明方法在电池储能电站接入运行后系统安全稳定的前提下,对系统风电消纳能力也有提升,无论从经济性或是新能源发展的层面来看都是非常有意义的。
本发明采用的技术方案如下:
本发明提升风电消纳能力的电池储能电站选址方法首先搭建电网系统的仿真模型,并根据实际需求确立电池储能电站的选址序列,对所建电网系统模型进行仿真,得到原始电网系统风电场出口的功率电压PV曲线;然后根据实际需求确立电池储能电站的选址序列,将电池储能电站依次接入所述选址序列中的所有选址点;对不同选址方案下风电场出口的功率电压PV曲线扫描,得到n种选址方案下PV曲线拐点对应的风电并网极限容量;接着对风电场出口的功率电压PV曲线的拐点进行统计,计算得到电池储能电站接入前后的风电并网极限容量之差相对于接入前增加的百分比,并将此百分比作为选址依据1,对系统风电消纳能力进行评估,在电池储能电站容量保持不变的情况下,对电池储能电站接入前及不同选址方案下的全网所有母线节点进行电压扫描,以电池储能电站接入电网系统运行后全网电压分布偏移指数作为选址依据2;接着按照电池储能电站接入后相应选址依据的评估效果与最优效果的比率同比分配权重,并依据最终选址评估函数计算得到每种选址方案下的评估值;最后对所有选址方案的评估值进行排序,选择评估值最高的一种选址方案作为电池储能电站的选址方案。
具体如下:
首先搭建电网系统的仿真模型。模型搭建后,利用潮流计算模块对电网系统进行仿真,得到原始系统风电场出口的功率电压PV曲线。
然后根据实际需求确立电池储能电站的选址序列,并用一个n维向量A表示选址序列:
A=(a1,a2,…,ai,…,an)
其中,i为母线序号,1≤i≤n,n为供电池储能电站选择的接入母线数目,ai代表第i个母线的电池储能电站状态,ai=1表示第i个母线的电池储能电站状态为接入状态。选址序列中除了接入电池储能电站的母线对应位置的元素非零外,其余均为零。
接着将电池储能电站依次接入所述选址序列中的n个选址点,电池储能电站的运行方式分别设置为吸收有功方式和发出无功方式。利用软件潮流仿真功能完成不同选址方案下风电场出口的PV曲线扫描,进而得到n种选址方案下PV曲线拐点对应的风电并网极限容量。
接着对PV曲线的拐点进行统计,计算得到电池储能电站接入前后的风电并网极限容量之差相对于接入前增加的百分比,并将其作为选址依据1,对电网系统风电消纳能力进行评估。
依据选址依据1评估函数f1(xi)计算得到对应于电池储能电站接入第i个母线的选址方案下选址依据1的评估值,xi代表电池储能电站接入第i个母线。此处函数f1(xi)表示如下:
进一步地,在电池储能电站容量保持不变的情况下,针对电池储能电站接入前后的电网系统进行潮流仿真,对接入前及不同选址方案下的全网所有母线节点进行电压扫描。
针对每种接入方案,依据选址依据2评估函数f2(xi)计算接入后全网电压分布偏移指数,并将其作为选址依据2评估值,xi代表电池储能电站接入第i个母线。此处选址依据2评估函数f2(xi)表示如下:
上式中,i为母线序号,1≤i≤n,n为供电池储能电站选择的接入母线数目,电池储能电站接入系统前电网第p个母线初始电压标幺值为Vp,p∈D,D为系统所有母线的集合。而电池储能电站以增大系统风电消纳能力的运行方式接入系统后电网第p个母线电压标幺值为Vp',p∈D,m为系统母线数目。
选址依据评估函数构造完成后,对依据1和依据2分别赋以不同的权重ω1和ω2,ω1+ω2=1,其中ω1和ω2分别代表在对最终选址效果进行综合考量时选址依据1和依据2的重要程度。权重越大,在对最终选址效果进行评估时相应选址依据就越重要。
进一步地,在对某选址方案下的选址效果进行综合评估时,对之前所得选址依据1、依据2的评估值进行特殊处理,即按照电池储能电站接入母线后相应依据的评估效果与最优效果的比率同比地分配权重。此处具体的对应于电池储能电站接入第i个母线的选址方案下的最终选址评估函数表示为:
上式中n为供电池储能电站选择的接入母线数目。
依据最终选址评估函数F(xi)计算得到每种选址方案下的评估结果。针对所有选址方案的评估值进行搜索排序,选择评估值最高的一种选址方案作为电池储能电站的选址方案。
附图说明
图1是本发明实施例提升风电消纳能力的电池储能电站选址方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施方式对本发明进行进一步说明。
本发明实施例采用EPRI-36节点系统,含36个节点,最高电压等级500kV。在仿真平台上搭建该系统、风电场及电池储能电站仿真模型。风电场模型的搭建采用单机等值法,风机采用双馈直驱风力发电机;电池储能电站模型的建立主要考虑其充放电特性。
如图1所示,本发明提升风电消纳能力的电池储能电站选址方法包括以下步骤:
1、利用电力系统分析综合程序(简称PSASP)对已搭建系统仿真得到原始系统风电场出口的PV曲线。
2、确立电池储能电站的选址序列。本实施例电池储能电站接入电压等级为220kV,EPRI-36节点系统含15条220kV母线,因此电池储能电站选址序列用一个15维向量A表示:
A=(a1,a2,…,ai,…,a15)
其中,i为母线序号,1≤i≤15,ai=1表示第i个母线的电池储能电站状态为接入状态,向量中其他元素均为零。
3、将电池储能电站依次接入所述选址序列中的15个选址点,运行方式分别设置为有功出力运行方式和无功出力运行方式。通过仿真完成不同运行方式下每种接入方案的风电场出口的PV曲线扫描。
4、对所述PV曲线的拐点对应的风电并网极限容量进行统计,计算得到电池储能电站接入前后的风电并网极限容量之差相对于接入前增加的百分比,并将其作为选址依据1。利用选址依据1评估函数计算得到每种选址方案对应的选址依据1的评估值。
5、仿真得到原始系统的全网电压分布。
6、根据所述选址依据1的评估结果,选择评估效果更佳的运行方式,在电池储能电站容量一定的情况下将其分别接入系统15条220kV母线,风电场额定运行,通过潮流仿真,对系统所有母线进行电压扫描得到全网电压分布。
7、对所述全网电压分布数据进行统计,并利用选址依据2评估函数计算得到每种选址方案对应的选址依据2的评估值。
8、对选址依据1和依据2分配权重,具体为ω1=0.65,ω2=0.35。
9、依托所述选址依据1和选址依据2的评估值及其权重,对选址依据1和依据2的评估值进行量纲统一化处理,并利用最终选址评估函数计算得到15种选址方案下的选址综合评估值。
10、通过对所有方案下的选址综合评估值进行搜索排序,得到所述综合评估值最高的一种方案,将其作为本发明实施例所用系统中电池储能电站的最优选址方案。
Claims (5)
1.一种电池储能电站的选址方法,其特征在于:所述的选址方法首先搭建电网系统的仿真模型,并根据实际需求确立电池储能电站的选址序列,对所建电网系统模型进行仿真,得到原始系统风电场出口的功率电压PV曲线;然后根据实际需求确立电池储能电站的选址序列,将电池储能电站依次接入所述选址序列中的所有选址点;对不同选址方案下风电场出口的功率电压PV曲线扫描,得到多种选址方案下PV曲线拐点对应的风电并网极限容量;接着对风电场出口的功率电压PV曲线的拐点进行统计,计算得到电池储能电站接入前后的风电并网极限容量之差相对于接入前增加的百分比,并将此百分比作为选址依据1,对电网系统风电消纳能力进行评估;然后,在电池储能电站容量保持不变的情况下,对电池储能电站接入前及不同选址方案下的全网所有母线节点进行电压扫描,以电池储能电站接入电网系统运行后全网电压分布偏移指数作为选址依据2;接着按照电池储能电站接入后相应选址依据的评估效果与最优效果的比率同比分配权重,并依据最终选址评估函数计算得到每种选址方案下的评估值;最后对所有选址方案的评估值进行搜索排序,选择评估值最高的一种选址方案作为电池储能电站的选址方案。
2.根据权利要求1所述的电池储能电站的选址方法,其特征在于:所述的电池储能电站的选址序列的确立方法为:
在考虑实际需求的基础上将电池储能电站选址序列用一个n维向量A表示:
A=(a1,a2,…,ai,…,an)
其中,i为母线序号,1≤i≤n,n为供电池储能电站选择的接入母线数目,ai代表第i个母线的电池储能电站状态,ai=1表示第i个母线的电池储能电站状态为接入状态;选址序列中除了接入电池储能电站的母线对应位置的元素非零外,其余均为零。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810051400.3A CN108416459B (zh) | 2018-01-19 | 2018-01-19 | 一种电池储能电站的选址方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810051400.3A CN108416459B (zh) | 2018-01-19 | 2018-01-19 | 一种电池储能电站的选址方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108416459A CN108416459A (zh) | 2018-08-17 |
CN108416459B true CN108416459B (zh) | 2021-04-20 |
Family
ID=63126163
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201810051400.3A Expired - Fee Related CN108416459B (zh) | 2018-01-19 | 2018-01-19 | 一种电池储能电站的选址方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN108416459B (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109672195A (zh) * | 2019-01-23 | 2019-04-23 | 国网新疆电力有限公司经济技术研究院 | 一种预装式储能电站的选址方法 |
CN113283678B (zh) * | 2021-06-29 | 2024-06-07 | 华能新能源股份有限公司 | 一种风机选址风险的评估方法、系统、设备及存储介质 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103353979A (zh) * | 2013-05-31 | 2013-10-16 | 国家电网公司 | 一种分布式电源的优化选址与定容方法 |
CN104636824A (zh) * | 2015-01-26 | 2015-05-20 | 国家电网公司 | 一种确定最小渗透率的分布式光伏选址定容方法 |
CN106786734A (zh) * | 2016-12-13 | 2017-05-31 | 国家电网公司 | 电网风电场接入选址方法 |
CN106874630A (zh) * | 2017-03-28 | 2017-06-20 | 上海理工大学 | 基于电量消纳的区域电网新能源开发潜力评估方法 |
CN107403289A (zh) * | 2017-09-19 | 2017-11-28 | 合肥工业大学 | 一种考虑接入光伏发电站的高速公路充电站选址定容方法 |
CN107482660A (zh) * | 2017-09-04 | 2017-12-15 | 国网江苏省电力公司经济技术研究院 | 一种基于双储能系统的主动配电网储能配置方法 |
-
2018
- 2018-01-19 CN CN201810051400.3A patent/CN108416459B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103353979A (zh) * | 2013-05-31 | 2013-10-16 | 国家电网公司 | 一种分布式电源的优化选址与定容方法 |
CN104636824A (zh) * | 2015-01-26 | 2015-05-20 | 国家电网公司 | 一种确定最小渗透率的分布式光伏选址定容方法 |
CN106786734A (zh) * | 2016-12-13 | 2017-05-31 | 国家电网公司 | 电网风电场接入选址方法 |
CN106874630A (zh) * | 2017-03-28 | 2017-06-20 | 上海理工大学 | 基于电量消纳的区域电网新能源开发潜力评估方法 |
CN107482660A (zh) * | 2017-09-04 | 2017-12-15 | 国网江苏省电力公司经济技术研究院 | 一种基于双储能系统的主动配电网储能配置方法 |
CN107403289A (zh) * | 2017-09-19 | 2017-11-28 | 合肥工业大学 | 一种考虑接入光伏发电站的高速公路充电站选址定容方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
基于信息熵的光伏发电选址与定容规划;李宏仲,等.;《南方电网技术》;20170930;第11卷(第9期);第54-61页 * |
风储一体化电站容量双层优化规划研究;袁铁江,等.;《高电压技术》;20151031;第41卷(第10期);第3204-3212页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN108416459A (zh) | 2018-08-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103903073B (zh) | 一种含分布式电源及储能的微电网优化规划方法及系统 | |
Rahimi et al. | On the management of wind power intermittency | |
CN109638870B (zh) | 一种特高压直流送端电网的调相机配置方法 | |
CN114285090B (zh) | 基于单站-分区-全网的新能源极限消纳能力评估方法 | |
CN106295853A (zh) | 基于储能调度模式的分布式光伏两阶段多目标就地消纳法 | |
CN107092992A (zh) | 一种分布式电源接入方案技术评价与比选方法及系统 | |
CN104037776A (zh) | 随机惯性因子粒子群优化算法的电网无功容量配置方法 | |
CN111291978A (zh) | 一种基于Benders分解的两阶段储能方法及系统 | |
CN114977320A (zh) | 一种配电网源网荷储多目标协同规划方法 | |
CN110264110B (zh) | 基于配电网多应用场景的储能电站选址定容方法 | |
CN105071433A (zh) | 一种分布式电源的优化配置方案 | |
CN115640963A (zh) | 一种考虑投资运营模式的海上风电接入系统鲁棒规划方法 | |
Cortés-Caicedo et al. | Optimization of BESS placement, technology selection, and operation in microgrids for minimizing energy losses and CO2 emissions: A hybrid approach | |
CN112561273B (zh) | 一种基于改进pso的主动配电网可再生dg规划方法 | |
CN115411777A (zh) | 一种配电网灵活性评估及资源配置方法及系统 | |
CN110852495A (zh) | 一种分布式储能电站选址方法 | |
CN108416459B (zh) | 一种电池储能电站的选址方法 | |
CN115204672A (zh) | 一种考虑主动配电网脆弱性的分布式储能配置方法 | |
Capasso et al. | A novelplatform for the experimental training on Internet of Energy | |
CN116937629A (zh) | 基于信息决策理论的多变压器微电网随机优化调度方法 | |
Gong et al. | Economic dispatching strategy of double lead-acid battery packs considering various factors | |
CN112580256B (zh) | 计及故障率影响含电动汽车的分布式电源选址定容方法 | |
CN115526381A (zh) | 一种面向能源互联网的零碳园区优化规划方法及装置 | |
Hong et al. | A study of evaluation system based on large scale photovoltaic power generation | |
CN114362239A (zh) | 一种综合考虑多因素的电网电源极限配置策略 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20210420 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |