考虑配电网韧性的储能系统选址定容优化方法

发布时间：2020-09-08 09:36

　　 近年来,极端天气造成的大规模停电事故日益频繁,给各国造成了巨大的经济财产损失,研究配电网韧性的提升措施,以保证重要负荷的不间断供电成为当前电网发展建设的迫切需求。储能系统具备能量双向流动及响应速度快等优势,能够提高配电网的冗余性和有源性,具备提升配电网韧性的潜力。然而,目前储能系统的投资建设成本仍然较高,同时其接入位置的选取以及容量和功率的配置合理与否对其作用的发挥具有较大影响。为此,本文针对配电网中储能系统的选址定容问题进行了研究。本文首先阐述了电磁储能、机械储能、热储能以及电池储能等四类储能技术的基本工作原理,并通过投资费用、循环寿命、转换效率、响应速度以及建设难度等关键参数的对比,明确了将电池储能系统作为本文的研究对象,分析了当前其在电网中的典型应用场景并建立了其数学模型。其次,以最小化配电网的综合运行维护成本为目标,采用失负荷惩罚费用作为韧性评价指标,协调需求侧响应和网络重构等主动管理措施,提出了应对极端天气影响的含电池储能系统配电网调度和运行优化方法。在此基础上,基于条件风险价值理论建立了电池储能系统的规划-运行两阶段随机优化模型。在规划阶段,以投资费用和运行维护费用的CVaR之和最小为目标,量化了极端天气对电池储能系统选址定容的影响;在运行阶段,采用蒙特卡洛模拟建立了刻画配电网“源-网-荷”多重不确定性的大规模场景集,并进一步提出了嵌入快速搜索与密度峰发现聚类方法的FSWC算法进行场景缩减,以平衡计算的复杂度和准确度。通过与传统的风险中性的规划方法进行算例对比,验证了本文所提方法的有效性和对配电网韧性的提升作用,并进一步研究了决策者的风险偏好对规划结果的影响。
【学位单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM727
【部分图文】：

超级电容工作原理

- 11 -图 2-2 超导储能系统示意图Fig 2-2 Schematic diagram of superconducting magnetic energy storage

图 2-3 电化学储能系统示意图Fig 2-3 Schematic diagram of electrochemical energy storage，并对比表 2-1 中的数据，各类储能系统存在较大差异，时，需要综合考虑特定应用场景下功率容量要求、投资预

【参考文献】

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本文编号：2814017