PDF《主动配电网中电池储能系统最优充放电策略》

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a e p s G i n f o . c o m 主动配电网中电池储能系统最优充放电策略 朱泽锋1 ,赵晋泉1 ,魏文辉2 ,林昌年2 ,余一平1 ( 1. 河海大学能源与电气学院,江苏省南京市

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2. 北京科东电力控制系统有限责任公司,北京市

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7 9 ) 摘要:储能系统参与主动配电网的调度计划, 对提高分布式能源的利用效率和配电网运行经济性 意义重大.提出了一种主动配电网中电池储能系统( B E S S) 的运行优化模型.考虑分时电价和售 购电价差异, 实现 了分布式电源波动功率的消纳, 最小化配电网向主网的购电成本;

通过计算BESS中电池循环寿命, 计及 B E S S的等效运行成本, 实现了 B E S S的经济运行.采用分支定界―原 对偶内点法进行求解, 以分支定界法考虑离散变量和时段间耦合约束, 将问题转化成一系列仅含连 续变量的单时段优化问题进行求解.通过对含分布式电源和 B E S S的I E E E3 3节点算例进行测 试, 验证了所提模型及算法的有效性和可行性. 关键词:主动配电网;

电池储能系统;

最优充放电策略;

等效运行成本;

分支定界―原对偶内点法 收稿日期:

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修回日期:

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2 9. 上网日期:

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0 2. 国家自然科学基金资助项目(

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0 引言 主动配电网是未来配电网的一种主要模式, 具 有高分布 式电源(DG) 渗透率及高控制要求的特点[

1 G 3] .但是 D G 的大量接入, 其波动性给配电网的 运行、 控制带来广泛影响.随着储能系统( E S S) 技 术的发展, 造价的逐渐降低, 其用于提高 D G 的消纳 以及配电网运行经济性而备受关注[

4 G 6] . 根据 E S S充放电时间响应特性可以将其分为: ①功率型 E S S, 如超级电容器、 飞轮储能等, 主要用 于平滑可再生能源的输出波动;

②能量型 E S S, 如各 种介质的电池储能系统( B E S S ) , 主要用于实现削峰 填谷以及计划发电[

7 ] .本文以 B E S S为对象, 重点 研究主动配电网中 B E S S的优化运行问题, 突出强 调BESS在主动配电网优化运行中的作用以及本文 所提出的优化模型与算法对 E S S充放电策略的优 化效果, 未考虑可控 D G、 需求侧响应对其产生的影 响. 文献[

8 ] 以峰谷电价下风电出力最大化和网络 损耗最小化为目标, 建立了含风机和 B E S S的配电 网有功/无功最 优潮流( O P F) 模型.该文基于峰― 谷电价单次切换的特点设定每天 B E S S只进行一次 固定时刻的充放电切换.B E S S模型中存储电量采 用充电效率乘有功功率的一阶差分方程表示, 省略 了时间量, 只适用于时间间隔恰好为 1h 的情况. 由于每天风力发电变化大, 文献[ 8] 中BESS充放电 时刻固定的方式并不能最大程度发挥 B E S S作用, 在仍设定每天一次切换基础上, 文献[ 9] 提出 B E S S 充放电切换时刻通过构造一个上层优化问题求解得 到. 文献[

1 0 ] 在文献[

8 G 9] 的基础上, 计及有功、 无 功功率的不同电价, 以购电成本最小为目标, 提出一 种允许配电网向 主网反送电的 有功/无功OPF模型.文献[

1 1 ] 采用电池荷电状态( S O C) 来描述 E S S 能量变化情况.对多并网点配电网, 以最小化配电 网购电为目标, 构建了一个包含固定和不固定出力 的DG、 需求侧响应、 E S S等元素的主动配电网动态 O P F模型.对比于文献[