配电网电池储能系统扩展包规划的新方法

2026-06-06 11:31:52

将储能体系整合至配电网扩展规划(DNEP)结构明显提高了剖析复杂度，然后延长了所需的模仿时刻。为处理这一问题，本研讨提出了一种根据价格导向的新型办法，用于优化电池储能体系(BESSs)的部署。该办法能有用确认配电网(DN)中BESSs的最佳选址与容量装备。经过简化配电网扩展规划（DNEP）模型中电池储能体系（BESS）的表示办法，该办法明显下降了核算复杂度，然后可以更快速地进行模仿以支持最优决议计划拟定。根据IEEE 33节点测验体系的谨慎评估验证了该办法的有用性。结果标明，DNEP的总核算时刻完成了明显缩减。此外，这种立异办法在保证精度的一起增强了模型灵活性，比较传统BESS集成技能，在DNEP结构内展现出更优越的功能。

图文摘要

保证一切读档点的可靠动力供应已成为现代电力体系规划与设计者的迫切需求[1,2]。为处理配电网(DN)层面的这一问题，配电网扩展包规划(DNEP)被引进以完成网络的技能经济目标[3,4]。该流程旨在寻求最优处理方案，以满意各时段一切读档点的有功和无功功率需求[[5],[6],[7]]。研讨强调需选用战略性长时间办法，确认新旧配电组件的最佳选址与容量[[8],[9],[10]]。一种先进的配电网扩展规划（DNEP）模型定义了电力从变电站分配到终端用户的办法，对供电可靠性、可持续性、运转功率等目标具有重要影响[11]。近年来，包含风电和光伏在内的小规模分布式动力资源（DERs）因具有下降输电损耗、完成热电联产、维持电压安稳以及提高电能质量等优势而日益受到重视[[12], [13], [14], [15]]。经过满意本地动力需求，将分布式动力资源整合至配电网可提高体系的可靠性、可持续性和运转功率[16,17]。在不断演化的配电网格局中，电池储能体系（BESSs）的使用是提高分布式电源（DGs）与共用电网协同可持续性的要害因素，尤其在配电网扩展规划（DNEP）过程中[18]。研讨标明，BESSs的存在能明显提高配电网（DN）功能，特别是在分布式电源并网场景下[19]。BESSs的部署可为分布式发电体系带来多项要害效益，然后提高其全体运转效能[20]。该体系经过增强配电网中可再生动力分布式动力（DERs）的可持续性，完成供需平衡优化，然后提高动力管理能力[21]。现有研讨已讨论DERs在配电网中的多种使用场景，包含功率支撑、能量套利、电压调节等[[22], [23], [24]]。当出现供电中止或功率动摇时，BESSs可提供备用电源，有用保证供电接连性[21]。但是，在配电网经济性背景下，电池储能体系（BESS）的首要优势在于可以在非顶峰时段购储电能，并在需求顶峰或发电量缺乏时释放能量[25,39]。尽管BESS具有明显效益，但其与配电网扩展规划（DNEP）结构的整合会大幅增加决议计划模型的复杂度，对体系优化构成严重应战[40]。需求特别强调的是，如表1所示，目前已开发出多种适用于含分布式资源与BESS的配电网扩展包（Expansion）规划办法。但是，这些办法大多依靠传统技能将BESS归入DNEP模型。例如，文献[27]提出了一种根据读档（Load）水平优化的办法，用于辐射状配电网中BESS的最佳选址与容量装备，重点提高了体系可靠性。在DNEP结构中，影响可靠性与韧性的突发事件不行避免，有必要加以考量以提高体系鲁棒性及应对不行预见应战的预备能力。
文献[28]选用传统办法在随机扩展包规划结构中对电池储能体系(BESS)进行建模，旨在优化确认具有大规模光伏发电和数据中心的配电网中BESS的安装时刻、选址及容量。为下降BESS扩展包规划复杂性导致的模仿耗时，该研讨使用了Benders分化(BD)算法，但此办法在完成过程与割平面生成方面引进了新的应战。文献[29]提出了一个双层优化结构，其内部优化层级选用传统BESS建模办法。但是该办法在施行过程中经过施加严格的时序模仿束缚，过度简化了BESS与配电网其他组件的交互行为建模。这种局限性下降了体系的实践功能，使其在现实场景中的适用性受限。文献[41]的作者开发了一种混合整数线性规划（MILP）结构，用于优化电池储能体系（BESS）惯例建模、变电站、可再生动力与传统分布式电源（DGs）以及电动汽车（EVs）充电站的出资与运转决议计划，一起考虑排放成本。研讨团队在[30]中提出了一种和谐优化办法，该办法整合了包含风能和太阳能在内的可再生动力分布式发电（RDGs）以及微型燃气轮机、柴油机组等传统分布式发电（TDGs），并选用BESS的惯例模型。该模型考虑了共用电网，并在建模中融入了线路重构与需求响应的使用。根据文献[32]，传统电池储能体系（BESS）建模首要根据时隙能量状态及充放电过程。在具有很多节点和分布式电源（DG）的复杂网络中，简化根据BESS的配电网扩展规划（DNEP）模型对实践使用至关重要。本文致力于弥合传统BESS建模办法与先进DNEP结构之间的要害空白。经过引进立异性办法论，该办法完成了均衡的权衡折衷：既最小化电池储能体系（BESS）接入配电网扩展规划（DNEP）装备时通常难以处理的高复杂度，又能保证DNEP模型中对BESS运转状态的高效精准表征。鉴于BESS建模会在接连小时段的运转决议计划间产生耦合关系并加剧决议计划过程复杂性，本文提出了一种立异的BESS建模办法。论文的首要奉献如下：

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  提出一种预处理程序，用于近似预测电池储能体系（BESS）运转行为，并在配电网扩展规划（DNEP）中构建其相关优化束缚。
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  整合小时级电力市场价格和分布式动力资源等影响因子，近似树立电池储能体系（BESS）的绑定束缚，然后下降根据BESS的DNEP优化模型核算复杂度。
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  经过两个案例研讨（各包含五种模仿场景）在DNEP结构下比照传统BESS办法与新办法的功能。