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考虑多灵活资源的配电网电化学储能检修优化方法及装置 

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申请/专利权人:国网湖北省电力有限公司经济技术研究院;国网湖北省电力有限公司荆门供电公司

摘要:一种考虑多灵活资源的配电网电化学储能检修优化方法及装置,方法包括:构建配电网运行模型,模型包含由可移动电源的时空移动约束、可移动电源的能量输出约束以及空调负荷的运行约束与调控约束组成的多类型灵活资源运行约束;构建以检修周期内的检修经济性成本与检修风险性成本之和最小为优化目标的电化学储能检修优化模型,模型的约束条件包括配电网运行约束、检修计划约束和多类型灵活资源运行约束;采用宽容分层序列法对电化学储能检修优化模型进行求解得到最优检修策略。本发明通过多类型灵活资源为电化学储能设备的检修工作提供额外功率支撑,有助于提升电化学储能检修工作的科学性、安全性和经济性,改善电网运行管理水平。

主权项:1.一种考虑多灵活资源的配电网电化学储能检修优化方法,其特征在于,包括:构建考虑多类型灵活资源的配电网运行模型,配电网运行模型包含由可移动电源的时空移动约束、可移动电源的能量输出约束以及空调负荷的运行约束与调控约束组成的多类型灵活资源运行约束;所述可移动电源包括移动式储能和应急电源车;所述可移动电源的时空移动约束为: 式中,NCE为配电网内可接入可移动电源的节点集合;NMPS为可移动电源的集合;为可移动电源m与可接入节点i的接入状态变量;为可移动电源m的移动状态变量;τi,j为可移动电源从可接入节点i出发至可接入节点j所需要的时间;τ为可移动电源开始移动的时刻;为可移动电源m与可接入节点j的接入状态变量;所述移动式储能的能量输出约束为: 式中,和分别为移动式储能的充、放电状态变量;NCM为移动式储能的集合;和分别为移动式储能充、放电功率的实际值;和分别为移动式储能充、放电功率的上限;SOCm,t为移动式储能在t时刻的荷电状态;Δt为相邻调度时段所持续的时长;和分别为移动式储能的充、放电效率;为可移动电源m为移动式储能时在单位时间内移动耗电功率;ECm为移动式储能的总容量;和分别为移动式储能荷电状态的上、下限;所述应急电源车的能量输出约束为: 式中,um,t为应急电源车的出力状态;Pm,t和Qm,t分别为应急电源车有功、无功出力的实际值;Pm,max和Qm,max分别为应急电源车有功、无功出力的上限;Pm,min和Qm,min为应急电源车有功、无功出力的下限;vm,max为应急电源车的最大爬坡速率;为可移动电源m为应急电源车时在单位时间内移动耗电功率;δm为应急电源车的燃料系数;qm,t为应急电源车的燃料剩余量;qm,max为应急电源车所携带的燃料量上限;所述空调负荷的运行约束为: ESOC,t=μ1ESOC,t-1+μ2PIAC,t+μ3-μ4Tenv,t; 式中,ESOC,t为空调及其建筑房间所构成的广义储能等效荷电状态;和分别为室温变化的上、下限;为t时刻的实际室温;μ1、μ2、μ3和μ4均为广义储能模型的参数;Tenv,t为外部环境的温度;PIAC,t为空调集群消耗的功率;Δt为相邻调度时段所持续的时长;Ra为空调房间的等效热阻;Ca为空调房间的等效热容;k1、b1、k2和b2为空调热电转化模型相应的参数;PIAC,max和PIAC,min分别为广义储能有功功率的上、下限;QIAC,t为广义储能的无功功率;为广义储能的功率因数;所述空调负荷的调控约束为:-ΔESOC,max≤ESOC,t-ESOC,t-1≤ΔESOC,max; 式中,ΔESOC,max为广义储能等效荷电状态变化范围的最大值;为空调集群在t时刻的基准功率;ESOC,ini为广义储能等效荷电状态的初始值;构建以检修周期内的检修经济性成本与检修风险性成本之和最小为优化目标的电化学储能检修优化模型,电化学储能检修优化模型的约束条件包括配电网运行约束、检修计划约束和多类型灵活资源运行约束;所述配电网运行约束包括上级电网购电约束、常规机组运行约束、分布式电源运行约束、电化学储能电站运行约束以及功率平衡和备用约束:0≤Psup,t≤Psup,max; 式中,Psup,t和Psup,max分别为配电网向上级电网购电功率实际值与最大值;Pl,min和Pl,max分别为可调度机组l有功出力的最小值和最大值;Ql,min和Ql,max为可调度机组l无功出力的最小值和最大值;Pl,t和Ql,t为可调度机组l有功、无功出力的实际值;vl,max为可调度机组的最大爬坡速率;NREG为分布式机组的集合;Ph,t、和δh,t分别为分布式电源h在t时刻有功出力的实际值、预测值、预测误差、预测误差最大值以及误差区间调节系数;Γt为分布式电源的鲁棒成本系数;Qh,t为分布式电源h在t时刻无功出力的实际值;为分布式电源h的功率因数;NBES,e为电化学储能电站e内电池簇的集合;和分别为电化学储能电站e整体的充、放电状态变量;和分别为电化学储能电站e内电池簇b的充、放电状态变量;为检修班组Z针对待检修电池簇b检修工作的开始时刻;为待检修电池簇b检修工作持续时长;和分别为待检修电池簇b充、放电功率的实际值;和分别为电化学储能电站e充、放电功率的实际值;为电化学储能电站e向电网的实际输送功率;为电化学储能电站e的最大放电功率;和分别为电化学储能电站e的充、放电效率;Ie,max为电化学储能电站e日最大电能转移量;L为配电网负荷的预测误差;λ1,t和λ2,t为拉格朗日对偶变量;NT为调度时段的集合;NDU为可调度机组的集合;NESPS为电化学储能电站的集合;为待检修电池簇b检修工作开始的时间;所述检修计划约束为: 式中,NIMR为待检修电池簇的集合;NMC为检修班组的集合;为待检修电池簇b检修状态变量;为检修班组z对于待检修电池簇b的工作状态;为检修班组Z针对待检修电池簇b检修工作的结束时刻;τz,max为检修班组Z持续工作时长上限;采用宽容分层序列法对电化学储能检修优化模型进行求解得到最优检修策略。

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