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图1 含单个储能装置的线路负荷分布模型
Fig. 1 Model in distribution network with single ESS
1.2 线路稳态电压分布
配电网节点电压相位差小,系统无储能接入时,忽略电压降落横分量,各节点的电压应满足
ESS在充电时刻与PQ型负荷相同,在放电时刻作用类似于电源,此时功率流向相反。在第m个节点接入ESS后,线路各节点的电压满足
式中:Pessm、Qessm分别为接入m节点上的储能装置的有功和无功出力;Ps和Qs分别为支路末端接入储能装置后的有功、无功功率列向量。
2 储能上层选址定容优化模型
在储能配置过程中,经济因素不容忽视,此外本文考虑电压偏差是描述电压质量的重要指标,提出含ESS投资费用、线路损耗成本、主网购电费用和系统整体节点电压偏差的储能选址和定容优化模型。
2.1 目标函数
以ESS投资成本、线路损耗成本、用户主网购电费用成本和节点电压偏差最小为优化目标,目标函数为
1)储能投资成本G1,表达式为
式中:k表示储能安装个数;τ为年利率;y表示储能使用寿命;β=τ(1τ)y/(1τ)y-1为折现因子,将储能装置投资成本在寿命周期内进行年化;Cpess_k表示储能装置单位功率成本;Pessk表示第k个储能装置额定功率容量;Ceess_k表示储能装置单位容量成本;Eessk表示储能额定能量容量。
2)线路损耗成本G2。配置储能装置后线路损耗费用G2计算公式为
3)主网购电费用G3。考虑网络峰谷电价,低谷电价时段储能通过充电将电能储存起来,高峰电价时段储能装置起到电源作用将之前存储的电能释放。主网购电费用G3的表达式为:
4)整体节点电压偏差Ddev。
2.2 约束条件
1)任意时刻满足功率平衡约束,即
2)储能功率约束,即
3)节点电压约束,即
4)待选节点安装约束,即
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