CN111509747B - 一种电网储能优化配置方法、装置和设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电网储能优化配置方法、装置和设备，将负荷中心地区按供电电压等级进行断面划分，然后根据断面的负荷高峰期的潮流参数计算断面潮流，通过断面潮流判断断面是否存在过载风险，若存在过载风险，则计算出该断面的储能实际配置容量，若该断面的储能实际配置容量对应的储能替代电网投资指数小于预设值，则该断面适用储能替代电网投资方案，可根据储能实际配置容量来对该断面进行储能配置，保证了电网的电力安全可靠供应，同时保证了储能配置投资的经济性，提高了电网的运行效益，为电力部门提供了合理的储能配置方案指导，解决了合理配置电网储能方案，指导电力部门进行储能配置，实现高效益的电力安全可靠供应的技术问题。

Description

一种电网储能优化配置方法、装置和设备

技术领域

本申请涉及电网储能配置技术领域，尤其涉及一种电网储能优化配置方法、装置和设备。

背景技术

随着社会经济的发展和城市化水平的不断提高，电网负荷中心地区对电力的安全可靠供应要求也越来越高。

储能技术具备将电力在时间和空间上进行转移的功能，可在负荷中心地区电力供应宽松时期吸收电力，在电力供应紧张时期释放电力，解决原有输电线路或者变电站过载的问题，缓解电力建设困难和安全可靠供应的矛盾。因此，合理配置电网储能方案以高效益地实现电力安全可靠供应。

发明内容

本申请提供了一种电网储能优化配置方法和装置，用于解决合理配置电网储能方案，指导电力部门进行储能配置，实现高效益的电力安全可靠供应的技术问题。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种电网储能优化配置方法，包括：

根据负荷中心地区供电电压等级，将所述负荷中心地区的供电网络按供电电压等级自下而上划分为若干个断面；

获取各所述断面在负荷高峰期潮流参数，所述潮流参数包括负荷需求、负荷特性、电源规模和电源出力特性；

根据所述潮流参数和预置潮流计算公式计算目标断面的断面潮流，判断所述目标断面是否存在过载风险，若是，则计算储能理论功率和储能理论能量；

根据所述储能理论功率和所述储能理论能量配置储能实际配置容量；

根据所述储能实际配置容量计算所述目标断面的储能替代电网投资指数，若所述储能替代电网投资指数小于阈值，则根据所述储能实际配置容量对所述目标断面进行储能配置。

可选地，所述预置潮流计算公式为：

其中，P_i,t为第i个断面t时刻的潮流计算结果，i＝0时，P_i-1,t为0，

为第i个断面t时刻的网损，L_i,t为第i个断面负荷高峰期各时段的电力需求，G_i,j为第i个断面中的第j类电源，1≤j≤n，n为第i个断面中电源总类型，k_j,t为断面包含的电源在不同时段的出力系数。

可选地，所述根据所述潮流参数和预置潮流计算公式计算目标断面的断面潮流，判断所述目标断面是否存在过载风险，若是，则计算储能理论功率和储能理论能量，包括：

根据所述潮流参数和预置潮流计算公式计算目标断面的断面潮流；

根据所述断面潮流计算各所述目标断面各时刻的潮流越限值，若存在潮流越限值大于零的时刻，则所述目标断面存在过载风险；

计算储能理论功率和储能理论能量；

其中，潮流越限值的计算公式为：

λ_i,t＝P_i,t-P_i,lim

其中，λ_i,t为第i个断面t时刻的潮流越限值，P_i,lim为第i个断面的潮流控制值。

可选地，所述计算储能理论功率和储能理论能量，包括：

根据预置储能理论功率计算公式计算储能理论功率，根据预置储能理论能量计算公式计算储能理论能量，所述预置储能理论功率计算公式为：

P"_i,ES≥maxh{(λ_i,t×f_i(t))≤0}，

h为按储能功率计算值P"_i,ES配置后使得断面i在潮流最大时刻不发生越限的函数，P"_i,ES为储能理论功率，u_d,t为t时刻的放电标记码，在λ_i,t>0时取1，非工作时间段取0，u_c,t为t时刻的充电标记码，在λ_i,t≤0时取1，非工作时间段取0，

为第i个断面t时刻的实际放电功率，

为第i个断面t时刻的实际充电功率；

所述预置储能理论能量计算公式为：

E"_i,ES为储能理论能量，η_c为充电状态下的效率，η_d为放电状态下的效率，T为计算时段，SOC_M为储能最大允许荷电状态，SOC₀为初始荷电状态，E_i,t表示断面i所配储能在t时刻的储能能量，SOC_m表示储能最小允许荷电状态，Δt表示计算时段时间间隔。

可选地，所述根据所述储能理论功率和所述储能理论能量配置储能实际配置容量，包括：

根据预置储能实际配置容量公式配置储能实际配置容量，所述储能实际配置容量包括储能实际功率和储能实际能量，所述预置储能实际配置容量公式为：

其中，α为储能功率配置系数，P_i,ES为储能实际功率，E_i,ES为储能实际能量。

可选地，所述储能替代电网投资指数为：

其中，A_i为建设输变电项目的投资等年值，A_i,ES为断面i储能实际配置容量的投资等年值。

可选地，所述根据所述储能实际配置容量计算所述目标断面的储能替代电网投资指数，若所述储能替代电网投资指数小于阈值，则根据所述储能实际配置容量对所述目标断面进行储能配置，包括：

根据所述储能实际配置容量计算所述目标断面的储能实际配置容量的逐年投资成本；

根据所述目标断面的逐年投资成本计算所述目标断面的储能实际配置容量的投资等年值；

根据所述目标断面的储能实际配置容量的投资等年值计算所述目标断面的储能替代电网投资指数；

若所述储能替代电网投资指数小于阈值，则根据所述储能实际配置容量对所述目标断面进行储能配置。

本申请第二方面提供了一种电网储能优化配置装置，包括：

断面划分单元，用于根据负荷中心地区供电电压等级，将所述负荷中心地区的供电网络按供电电压等级自下而上划分为若干个断面；

参数获取单元，用于获取各所述断面在负荷高峰期的潮流参数，所述潮流参数包括负荷需求、负荷特性、电源规模和电源出力特性；

过载判断单元，用于根据所述潮流参数和预置潮流计算公式计算目标断面的断面潮流，判断所述目标断面是否存在过载风险，若是，则计算储能理论功率和储能理论能量；

容量配置单元，用于根据所述储能理论功率和所述储能理论能量配置储能实际配置容量；

决策单元，用于根据所述储能实际配置容量计算所述目标断面的储能替代电网投资指数，若所述储能替代电网投资指数小于阈值，则根据所述储能实际配置容量对所述目标断面进行储能配置。

可选地，所述过载判断单元具体用于：

根据所述潮流参数和预置潮流计算公式计算目标断面的断面潮流，所述预置潮流计算公式为：

其中，P_i,t为第i个断面t时刻的潮流计算结果，i＝0时，P_i-1,t为0，

为第i个断面t时刻的网损，L_i,t为第i个断面负荷高峰期各时段的电力需求，G_i,j为第i个断面中的第j类电源，1≤j≤n，n为第i个断面中电源总类型，k_j,t为断面包含的电源在不同时段的出力系数；

根据所述断面潮流计算各所述目标断面各时刻的潮流越限值，若存在潮流越限值大于零的时刻，则所述目标断面存在过载风险；

计算储能理论功率和储能理论能量；

其中，潮流越限值的计算公式为：

λ_i,t＝P_i,t-P_i,lim，

其中，λ_i,t为第i个断面t时刻的潮流越限值，P_i,lim为第i个断面的潮流控制值。

本申请第三方面提供了一种电网储能优化配置设备，所述设备包括处理器以及存储器：

所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行第一方面任一种所述的电网储能优化配置方法。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

本申请中提供了一种电网储能优化配置方法，包括：根据负荷中心地区供电电压等级，将负荷中心地区的供电网络按供电电压等级自下而上划分为若干个断面；获取各断面在负荷高峰期的潮流参数，潮流参数包括负荷需求、负荷特性、电源规模和电源出力特性；根据预置潮流计算公式计算目标断面的断面潮流，判断目标断面是否存在过载风险，若是，则计算储能理论功率和储能理论能量；根据储能理论功率和储能理论能量配置储能实际配置容量；根据储能实际配置容量计算目标断面的储能替代电网投资指数，若储能替代电网投资指数小于阈值，则根据储能实际配置容量对目标断面进行储能配置。

本申请提供的电网储能优化配置方法，将负荷中心地区按供电电压等级进行断面划分，然后根据断面的负荷高峰期的潮流参数计算断面潮流，通过断面潮流判断断面是否存在过载风险，若存在过载风险，则计算出该断面的储能实际配置容量，若该断面的储能实际配置容量对应的储能替代电网投资指数小于预设值，则该断面适用储能替代电网投资方案，可根据储能实际配置容量来对该断面进行储能配置，保证了电网的电力安全可靠供应，同时保证了储能配置投资的经济性，提高了电网的运行效益，为电力部门提供了合理的储能配置方案指导，解决了合理配置电网储能方案，指导电力部门进行储能配置，实现高效益的电力安全可靠供应的技术问题。

附图说明

图1为本申请实施例中提供的一种电网储能优化配置方法的一个流程示意图；

图2为本申请实施例中提供的一种电网储能优化配置方法的另一个流程示意图；

图3为本申请实施例中提供的一城市负荷中心地区电网拓扑结构示意图；

图4为本申请实施例中提供的一城市负荷中心地区断面1潮流及限值示意图；

图5为本申请实施例中提供的中一城市负荷中心地区断面2潮流及限值示意图；

图6为本申请实施例中提供的中一城市负荷中心地区断面3潮流及限值示意图；

图7为本申请实施例中的提供的一种电网储能优化配置装置的一个结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

为了便于理解，请参阅图1，本申请提供了一种电网储能优化配置方法的一个实施例，包括：

步骤101、根据负荷中心地区供电电压等级，将负荷中心地区的供电网络按供电电压等级自下而上划分为若干个断面。

需要说明的是，供电电压等级可根据《GB/T 156-2017标准电压》进行划分，如可分为380V、10kV(20kV)、35kV(66kV)、110kV、220kV、500kV等。本申请实施例中可将负荷中心地区的供电网络从最低一级电压(i＝1)逐渐梳理至最高一级电压(i＝N)。

步骤102、获取各断面在负荷高峰期的潮流参数，潮流参数包括负荷需求、负荷特性、电源规模和电源出力特性。

需要说明的是，本申请实施例中的负荷高峰期是指负荷中心地区各断面电力需求最大的日期，负荷需求是指各断面负荷高峰期最大电力需求L_i,max，负荷特性是指各断面负荷高峰期各时段电力需求L_i,t，其中，L_i,t≤L_i,max，电源规模是指各断面包含的电源装机容量G_i,j，其中，j表示第i个断面中的第j类型电源，1≤j≤n，n为第i个断面中电源总类型，电源出力特性是指各断面包含的电源在不同时段的出力系数。

步骤103、根据潮流参数和预置潮流计算公式计算目标断面的断面潮流，判断目标断面是否存在过载风险，若是，则计算储能理论功率和储能理论能量。

需要说明的是，断面的潮流是否发生越限标志着断面是否存在过载风险，影响着电网的电力可靠性供应，因此，需要根据以上潮流参数计算断面潮流，根据断面潮流的计算结果来判断该断面是否存在过载风险，如果存在过载风险，则说明该断面有进行储能配置的需求，需要计算理论上的储能理论配置容量，储能理论配置容量包括储能理论功率和储能理论能量。若不存在过载风险，则说明该断面不需要配置储能，此时，若还有未判断的断面，可以执行下一个断面的过载判断。

步骤104、根据储能理论功率和储能理论能量配置储能实际配置容量。

需要说明的是，在实际的电网电力运行场景中，往往实际需要的储能配置容量与储能理论配置容量是有出入的，因此，需要考虑实际应用与理论值的差异，根据储能理论配置容量计算实际理论配置容量。

步骤105、根据储能实际配置容量计算目标断面的储能替代电网投资指数，若储能替代电网投资指数小于阈值，则根据储能实际配置容量对目标断面进行储能配置。

需要说明的是，本申请实施例中定义储能替代电网投资指数来对储能配置方案的经济性进行比较分析，储能替代电网投资指数可表示为目标断面储能实际配置容量的投资等年值与建设输变电项目的投资等年值的比值，可将储能替代电网投资指数的阈值取值为1，当计算目标断面的储能替代电网投资指数小于1时，表明建设储能系统相比建设输变电项目更具经济性，有利于提高电网运行效益，可适用于进行电网投资替代，将计算得到的储能实际配置容量结果作为该断面的储能配置方案，指导电力部门进行该断面的储能配置；当计算目标断面的储能替代电网投资指数不小于1时，表明建设储能系统相比建设输变电项目不具备经济性，不利于提高电网运行效益，不适于进行电网投资替代。

本申请实施例中提供的电网储能优化配置方法，将负荷中心地区按供电电压等级进行断面划分，然后根据断面的负荷高峰期的潮流参数计算断面潮流，通过断面潮流判断断面是否存在过载风险，若存在过载风险，则计算出该断面的储能实际配置容量，若该断面的储能实际配置容量对应的储能替代电网投资指数小于预设值，则该断面适用储能替代电网投资方案，可根据储能实际配置容量来对该断面进行储能配置，保证了电网的电力安全可靠供应，同时保证了储能配置投资的经济性，提高了电网的运行效益，为电力部门提供了合理的储能配置方案指导，解决了合理配置电网储能方案，指导电力部门进行储能配置，实现高效益的电力安全可靠供应的技术问题。

为了便于理解，请参阅图2，本申请提供了一种电网储能优化配置方法的另一实施例，包括：

步骤201、根据负荷中心地区供电电压等级，将负荷中心地区的供电网络按供电电压等级自下而上划分为若干个断面。

步骤202、获取各断面在负荷高峰期的潮流参数，潮流参数包括负荷需求、负荷特性、电源规模和电源出力特性。

需要说明的是，本请实施例中的步骤201、202与上一实施例中的步骤101、102一致，在此不再进行赘述。

步骤203、根据潮流参数和预置潮流计算公式计算目标断面的断面潮流。

步骤204、根据断面潮流计算各目标断面各时刻的潮流越限值，若存在潮流越限值大于零的时刻，则目标断面存在过载风险。

步骤205、计算储能理论功率和储能理论能量。

需要说明的是，第i个断面的潮流计算公式可以表示为：

其中，P_i,t为第i个断面t时刻的潮流计算结果，i＝0时，P_i-1,t为0，

为第i个断面t时刻的网损，在简易计算中可忽略不计，L_i,t为第i个断面负荷高峰期各时段的电力需求，G_i,j为第i个断面中的第j类电源，1≤j≤n，n为第i个断面中电源总类型，k_j,t为断面包含的电源在不同时段的出力系数。

第i个断面在t时刻的潮流越限值为：

λ_i,t＝P_i,t-P_i,lim。

其中，

λ_i,t为第i个断面t时刻的潮流越限值，P_i,lim为第i个断面的潮流控制值，f_i(t)为断面潮流越限函数，当λ_i,t≤0时，表明第i个断面在t时刻的潮流未越限，记为f_i(t)＝0，当λ_i,t≥0时，表明第i个断面在t时刻的潮流发生越限，记为f_i(t)＝1。如果所有时刻f_i(t)均等于0，则断面不存在过载风险，无需配置储能。如果存在f_i(t)＝1，则表明i断面存在过载风险，需要配置储能，因此，需要计算储能理论配置容量，储能理论配置容量包括储能理论功率和储能理论能量。

步骤206、根据预置储能理论能量计算公式计算储能理论能量。

需要说明的是，本申请实施例中，预置储能理论功率计算公式为：

P"_i,ES≥maxh{(λ_i,t×f_i(t))≤0}，

在电网运行过程中，储能充放电功率需要满足一定的约束条件：放电时段，储能放电功率介于λ_i,t和P"_i,ES之间，充电时段，储能充电功率不大于λ_i,t和P"_i,ES之间的最小值，因此，有：

h为按储能功率计算值P"_i,ES配置后使得断面i在潮流最大时刻不发生越限的函数，P"_i,ES为储能理论功率，u_d,t为t时刻的放电标记码，在λ_i,t>0时取1，非工作时间段取0，u_c,t为t时刻的充电标记码，在λ_i,t≤0时取1，非工作时间段取0，

为第i个断面t时刻的实际放电功率，

为第i个断面t时刻的实际充电功率。

本申请实施例中，预置储能理论能量计算公式为：

E"_i,ES为储能理论能量，η_c为充电状态下的效率，η_d为放电状态下的效率，T为计算时段，SOC_M为储能最大允许荷电状态，SOC₀为初始荷电状态，E_i,t表示断面i所配储能在t时刻的储能能量，SOC_m表示储能最小允许荷电状态，Δt表示计算时段时间间隔。

步骤207、根据预置储能实际配置容量公式配置储能实际配置容量。

需要说明的是，本申请实施例中，断面i的储能实际配置容量表示为：

储能实际配置功率为P_i,ES＝α×P"_i,ES，α为储能功率配置系数，；

储能实际配置能量为

(ceil表示向上取整)。

步骤208、根据储能实际配置容量计算目标断面的储能实际配置容量的逐年投资成本。

需要说明的是，根据储能实际配置容量计算目标断面的储能实际配置容量的逐年投资成本，断面i的储能实际配置容量的逐年投资成本的计算为：

其中，C_i,0为储能运行第一年的投资成本，C_i,y为储能运行第y年的投资成本，c₁为储能系统单位能量成本(元/kWh)，c₂为储能系统运维成本(元/kWh)，c₃为储能系统单位功率成本(元/kW)。ΔE_i,y为考虑电池衰减后不满足储能理论容量计算后需要追加的电池容量，其判断依据为：

其中，β为储能系统能量衰减率。

步骤209、根据目标断面的逐年投资成本计算目标断面的储能实际配置容量的投资等年值。

需要说明的是，断面i的储能实际配置容量的投资等年值为：

其中，A_i,ES为断面i的储能实际配置容量的投资等年值，γ为贴现率，q为储能系统运行寿命(年)，C_i,ES为断面i的储能实际配置量的投资净现值，C_i,Es＝NPV(q,C_i,0:C_i,q)。

步骤210、根据目标断面的储能实际配置容量的投资等年值计算目标断面的储能替代电网投资指数，若储能替代电网投资指数小于阈值，则根据储能实际配置容量对目标断面进行储能配置。

本申请实施例中，定已储能替代电网投资指数进行经济性比较分析，储能替代电网投资指数为：

其中，A_i为建设输变电项目的投资等年值。

可将储能替代电网投资指数S_i的阈值取值为1，当计算目标断面的储能替代电网投资指数S_i小于1时，表明建设储能系统相比建设输变电项目更具经济性，有利于提高电网运行效益，可适用于进行电网投资替代，将计算得到的储能实际配置容量结果作为该断面的储能配置方案，指导电力部门进行该断面的储能配置；当计算目标断面的储能替代电网投资指数S_i不小于1时，表明建设储能系统相比建设输变电项目不具备经济性，不利于提高电网运行效益，不适于进行电网投资替代。

为了便于理解，本申请中提供了一种电网储能优化配置方法的具体应用例，以图3所示的一城市负荷中心地区电网拓扑结构示意图为例，采用10kV、110kV、220kV的供电网络进行供电，取断面数N＝3，即图3中的断面划分为断面1、断面2和断面3。本实施例中断面1、断面2和断面3在负荷高峰期的具体电力需求如表1所示。

表1

图3中A1为500kV变电站，B1和B2为220kV变电站，C1～C3为110kV变电站，D1、D2为10kV供电台区，A1与B1之间、A1与B2之间为220kV线路，B1与C2之间、B2与C3之间为110kV线路，C2与C3之间为10kV线路。

以断面1为例，断面1的负荷需求为最大电力需求，为7.2MW，出现在16时，即L_1,max＝7.2，断面1的负荷特性为断面1负荷高峰期各时段电力需求，即断面1的12时的电力需求为5MW。即L_1,12＝5，其他依此类推。若断面1无本地电源装机，则G_1,j＝0。

断面1在0时～16时以及19时～23时，均有λ_1,t≤0，则f₁(0～16,19～23)＝0，15时～18时，均有λ_1,t＞0，则f₁(15～18)＝1，即15时～18时，断面1发生潮流越限现象，存在过载风险。

对应表1和图4，断面1的max(f₁(t)×λ_1,t)出现在16时，其计算结果为λ_1,16＝0.95MW，因此可取P"_1,ES≥0.95MW。

取储能放电状态下的效率为0.9，储能充电状态下的效率为0.85，储能最大允许荷电状态SOC_M＝0.9，初始荷电状态SOC_m＝0.1进行计算，根据图4，放电时段T主要考虑15时～18时，得到E"_i,ES≥3.47MWh。

按正常运行方式下电气元件不发生重载的标准，可取储能功率配置系数α＝1/0.8＝1.25，此时：

断面1的P_1,ES＝α×P"_1,ES≥1.25×0.95＝1.2；

断面1的

即断面1需要配置的储能容量为1.2MW/4.8MWh。

取储能系统单位能量成本c₁＝2000(元/kWh)，运维成本c₂＝20(元/(kWh·年))，单位功率成本c₃＝500(元/(kW·年))，按“一充一放”的运行模式全生命周期q＝10年，衰减率β＝3％，则运行其内暂不需要补充电池包，即任一运行年y内，均有E_1,ES(1-β)^y-1≥E"_1,ES。

按照电网规划成果，由于该断面属于大范围城市居民和办公区域，电网新建线路青赔难度很大，据测算新出10kV电缆需要投资约1536万元，考虑2.5％的运维成本后，投资等年值约154万元/年。此时储能替代电网投资指数为

由于S₁小于1，因此，建设储能系统相对建设输变电项目在经济上具有可比性，可用于电网投资替代。

需要指出的是，进行潮流计算过程需要考虑断面1配置的储能发挥的作用，即在15时～18时，考虑断面1实际配置储能的放电效果，在低谷负荷时段考虑断面1实际配置储能的充电效果。

计算得到断面2潮流计算结果如图5所示。断面2在9时～11时以及14时～18时，均有λ_2,t＞0，则f₂(9～11、14～18)＝1。即9时～11时以及14时～18时，断面2发生潮流越限现象。

P_2,ES＝α×P"_2,ES＝25MW；

则断面2需要配置的储能实际容量为27MW/135MWh。

断面2储能实际配置容量的投资净现值为C_2,ES＝24615万元，10年期投资等年值A_2,ES＝3505万元。

考虑在负荷中心地区建设电缆线路(即图3中线路B1～C)，新建110kV电缆线路总投资约6864万元，投资等年值为690万元。

则

由于S₂远大于1，因此，建设储能系统相比建设输变电项目在经济性上存在较大劣势，因此不适合进行电网投资替代。

计算断面3断面潮流，断面3所有时刻f₃(t)均等于0，则断面3不存在过载风险，无需配置电能，此时由于i不小于N，则结束流程并输出负荷中心地区适用于电网投资替代的储能配置结果，即本申请实施例中，适用于电网投资替代的储能配置结果为在断面1内配置1.2MW/4.8MWh的储能。

为了便于理解，请参阅图6，本申请中提供了一种电网储能优化配置装置，包括：

断面划分单元，用于根据负荷中心地区供电电压等级，将负荷中心地区的供电网络按供电电压等级自下而上划分为若干个断面；

参数获取单元，用于获取各断面在负荷高峰期的潮流参数，潮流参数包括负荷需求、负荷特性、电源规模和电源出力特性；

过载判断单元，用于根据潮流参数和预置潮流计算公式计算目标断面的断面潮流，判断目标断面是否存在过载风险，若是，则计算储能理论功率和储能理论能量；

容量配置单元，用于根据储能理论功率和储能理论能量配置储能实际配置容量；

决策单元，用于根据储能实际配置容量计算目标断面的储能替代电网投资指数，若储能替代电网投资指数小于阈值，则根据储能实际配置容量对目标断面进行储能配置。

进一步地，过载判断单元具体用于：

根据所述潮流参数和预置潮流计算公式计算目标断面的断面潮流，所述预置潮流计算公式为：

其中，P_i,t为第i个断面t时刻的潮流计算结果，i＝0时，P_i-1,t为0，

为第i个断面t时刻的网损，L_i,t为第i个断面负荷高峰期各时段的电力需求，G_i,j为第i个断面中的第j类电源，1≤j≤n，n为第i个断面中电源总类型，k_j,t为断面包含的电源在不同时段的出力系数；

根据所述断面潮流计算各所述目标断面各时刻的潮流越限值，若存在潮流越限值大于零的时刻，则所述目标断面存在过载风险；

计算储能理论功率和储能理论能量；

其中，潮流越限值的计算公式为：

λ_i,t＝P_i,t-P_i,lim，

其中，λ_i,t为第i个断面t时刻的潮流越限值，P_i,lim为第i个断面的潮流控制值。

本申请中提供了一种电网储能优化配置设备的实施例，设备包括处理器以及存储器：

存储器用于存储程序代码，并将程序代码传输给处理器；

处理器用于根据程序代码中的指令执行前述的电网储能优化配置方法实施例中的任一种电网储能优化配置方法。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机系统(可以是个人计算机，服务器，或者网络系统等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称：Read-OnlyMemory，英文缩写：ROM)、随机存取存储器(英文全称：Random Access Memory，英文缩写：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种电网储能优化配置方法，其特征在于，包括：

根据负荷中心地区供电电压等级，将所述负荷中心地区的供电网络按供电电压等级自下而上划分为若干个断面；

获取各所述断面在负荷高峰期的潮流参数，所述潮流参数包括负荷需求、负荷特性、电源规模和电源出力特性；

根据所述潮流参数和预置潮流计算公式计算目标断面的断面潮流，判断所述目标断面是否存在过载风险，若是，则计算储能理论功率和储能理论能量；

所述计算储能理论功率和储能理论能量，具体包括：

根据预置储能理论功率计算公式计算储能理论功率，根据预置储能理论能量计算公式计算储能理论能量，所述预置储能理论功率计算公式为：

P″_i,ES≥maxh{(λ_i,t×f_i(t))≤0}，

h为按储能功率计算值P″_i,ES配置后使得断面i在潮流最大时刻不发生越限的函数，P″_i,ES为储能理论功率，u_d,t为t时刻的放电标记码，在λ_i,t>0时取1，非工作时间段取0，u_c,t为t时刻的充电标记码，在λ_i,t≤0时取1，非工作时间段取0，

为第i个断面t时刻的实际放电功率，

为第i个断面t时刻的实际充电功率，f_i(t)为断面潮流越限函数，λ_i,t为第i个断面t时刻的潮流越限值；

所述预置储能理论能量计算公式为：

E″_i,ES为储能理论能量，η_c为充电状态下的效率，η_d为放电状态下的效率，T为计算时段，SOC_M为储能最大允许荷电状态，SOC₀为初始荷电状态，E_i,t表示断面i所配储能在t时刻的储能能量，SOC_m表示储能最小允许荷电状态，Δt表示计算时段时间间隔，E_i,ES为储能实际能量；

根据所述储能理论功率和所述储能理论能量配置储能实际配置容量，具体包括：

根据预置储能实际配置容量公式配置储能实际配置容量，所述储能实际配置容量包括储能实际功率和储能实际能量，所述预置储能实际配置容量公式为：

P_i,ES＝α×P″_i,ES

其中，α为储能功率配置系数，P_i,ES为储能实际功率；

根据所述储能实际配置容量计算所述目标断面的储能替代电网投资指数，若所述储能替代电网投资指数小于阈值，则根据所述储能实际配置容量对所述目标断面进行储能配置。

2.根据权利要求1所述的电网储能优化配置方法，其特征在于，所述预置潮流计算公式为：

其中，P_i,t为第i个断面t时刻的潮流计算结果，i＝0时，P_i,t为0，

为第i个断面t时刻的网损，L_i,t为第i个断面负荷高峰期各时段的电力需求，G_i,j为第i个断面中的第j类电源，1≤j≤n，n为第i个断面中电源总类型，k_j,t为断面包含的电源在不同时段的出力系数，p_s,t为第s个断面t时刻储能的功率，1≤s≤i-1。

3.根据权利要求2所述的电网储能优化配置方法，其特征在于，所述根据所述潮流参数和预置潮流计算公式计算目标断面的断面潮流，判断所述目标断面是否存在过载风险，若是，则计算储能理论功率和储能理论能量，包括：

根据所述潮流参数和预置潮流计算公式计算目标断面的断面潮流；

根据所述断面潮流计算各所述目标断面各时刻的潮流越限值，若存在潮流越限值大于零的时刻，则所述目标断面存在过载风险；

计算储能理论功率和储能理论能量；

其中，潮流越限值的计算公式为：

λ_i,t＝P_i,t-P_i,lim，

其中，λ_i,t为第i个断面t时刻的潮流越限值，P_i,lim为第i个断面的潮流控制值。

4.根据权利要求1所述的电网储能优化配置方法，其特征在于，所述储能替代电网投资指数为：

其中，A_i为建设输变电项目的投资等年值，A_i,ES为断面i储能实际配置容量的投资等年值。

5.根据权利要求4所述的电网储能优化配置方法，其特征在于，所述根据所述储能实际配置容量计算所述目标断面的储能替代电网投资指数，若所述储能替代电网投资指数小于阈值，则根据所述储能实际配置容量对所述目标断面进行储能配置，包括：

根据所述储能实际配置容量计算所述目标断面的储能实际配置容量的逐年投资成本；

根据所述目标断面的逐年投资成本计算所述目标断面的储能实际配置容量的投资等年值；

根据所述目标断面的储能实际配置容量的投资等年值计算所述目标断面的储能替代电网投资指数；

若所述储能替代电网投资指数小于阈值，则根据所述储能实际配置容量对所述目标断面进行储能配置。

6.一种电网储能优化配置装置，其特征在于，包括：

断面划分单元，用于根据负荷中心地区供电电压等级，将所述负荷中心地区的供电网络按供电电压等级自下而上划分为若干个断面；

参数获取单元，用于获取各所述断面在负荷高峰期的潮流参数，所述潮流参数包括负荷需求、负荷特性、电源规模和电源出力特性；

过载判断单元，用于根据所述潮流参数和预置潮流计算公式计算目标断面的断面潮流，判断所述目标断面是否存在过载风险，若是，则计算储能理论功率和储能理论能量；

所述计算储能理论功率和储能理论能量，具体包括：

根据预置储能理论功率计算公式计算储能理论功率，根据预置储能理论能量计算公式计算储能理论能量，所述预置储能理论功率计算公式为：

P″_i,ES≥maxh{(λ_i,t×f_i(t))≤0}，

h为按储能功率计算值P″_i,ES配置后使得断面i在潮流最大时刻不发生越限的函数，P″_i,ES为储能理论功率，u_d,t为t时刻的放电标记码，在λ_i,t>0时取1，非工作时间段取0，u_c,t为t时刻的充电标记码，在λ_i,t≤0时取1，非工作时间段取0，

为第i个断面t时刻的实际放电功率，

为第i个断面t时刻的实际充电功率，f_i(t)为断面潮流越限函数，λ_i,t为第i个断面t时刻的潮流越限值；

所述预置储能理论能量计算公式为：

E″_i,ES为储能理论能量，η_c为充电状态下的效率，η_d为放电状态下的效率，T为计算时段，SOC_M为储能最大允许荷电状态，SOC₀为初始荷电状态，E_i,t表示断面i所配储能在t时刻的储能能量，SOC_m表示储能最小允许荷电状态，Δt表示计算时段时间间隔，E_i,ES为储能实际能量；

容量配置单元，用于根据所述储能理论功率和所述储能理论能量配置储能实际配置容量，具体包括：

根据预置储能实际配置容量公式配置储能实际配置容量，所述储能实际配置容量包括储能实际功率和储能实际能量，所述预置储能实际配置容量公式为：

P_i,ES＝α×P″_i,ES

其中，α为储能功率配置系数，P_i,ES为储能实际功率；

决策单元，用于根据所述储能实际配置容量计算所述目标断面的储能替代电网投资指数，若所述储能替代电网投资指数小于阈值，则根据所述储能实际配置容量对所述目标断面进行储能配置。

7.根据权利要求6所述的电网储能优化配置装置，其特征在于，所述过载判断单元具体用于：

根据所述潮流参数和预置潮流计算公式计算目标断面的断面潮流，所述预置潮流计算公式为：

其中，P_i,t为第i个断面t时刻的潮流计算结果，i＝0时，P_i,t为0，

为第i个断面t时刻的网损，L_i,t为第i个断面负荷高峰期各时段的电力需求，G_i,j为第i个断面中的第j类电源，1≤j≤n，n为第i个断面中电源总类型，k_j,t为断面包含的电源在不同时段的出力系数，p_s,t为第s个断面t时刻储能的功率，1≤s≤i-1；

根据所述断面潮流计算各所述目标断面各时刻的潮流越限值，若存在潮流越限值大于零的时刻，则所述目标断面存在过载风险；

计算储能理论功率和储能理论能量；

其中，潮流越限值的计算公式为：

λ_i,t＝P_i,t-P_i,lim，

其中，λ_i,t为第i个断面t时刻的潮流越限值，P_i,lim为第i个断面的潮流控制值。

8.一种电网储能优化配置设备，其特征在于，所述设备包括处理器以及存储器：

所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行权利要求1-5任一项所述的电网储能优化配置方法。

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