面向供电能力提升的配电网储能功率动态优化

高 艺

（国网福建省电力有限公司 厦门供电公司，福建 厦门 361000）

面向供电能力提升的配电网储能功率动态优化

高 艺

（国网福建省电力有限公司 厦门供电公司，福建 厦门 361000）

为了达到供电高可靠性的目标，需要对供电能力提升的配电网储能功率进行优化。考虑到我国各大领域都开始采用分布式电源，且其本身具有间歇性以及波动性的特点，需要采用多目标动态优化策略。现在有关此类课题已经成为现阶段我国急需解决的问题。文章详细阐述了相关内容。

供电能力；配电网储能；功率动态优化

最近几年随着我国经济的繁荣发展，有关分布式电源（Distributed Generation，DG）也逐渐被广泛应用，由于分布式电自身的特点导致有关配电网供电能力不可控性增高逐步走向复杂化，分布式电源自身的特点有很多，其中需要注意的是其间歇性以及波动性。因此在动配电网结构不进行大量改动的基础上，科学攻克上述问题、对供电能力提升的配电网储能功率动进行态优化就成了现在急需研究解决的课题。

1 动态优化供电能力提升的配电网储能功率的意义

现在有关动态优化储能电站功率的课题，专家们主要针对借助储能功率平抑负荷波动性进这个方向进行了深入的研究，同时提出了好几个相应的优化方案。有的专家提出了选择智能优化算法，如神经网络算法、遗传算法以及梯度类算法等等，不过这些核算算法相对比较复杂，也不能有效确保其能起到全局最佳效果。

也有的专家提出了采用动态规划方法解决其相应的负荷波动性优化问题，这种方式考虑到了储能电站荷电状态因素以及剩余电量因素等，与之前提出的智能优化算法相比较，其操作方式更简单清晰、同时将很多约束条件都进行了充分的考虑，能够获得准确的优化效果，对供电能力提升的配电网储能功率优化起到了一定的借鉴意义。

动态优化供电能力提升的配电网储能功率，有效解决电网频繁停电情况，也已经成为相关部门提供优质用电服务中急需解决的问题。需要注意的是，目前我国人民以及各行各业对有关部门的供电能力以及服务水平的要求逐渐增高。但是在实际生活中，常常会遇到局部停电的情况，从而导致居民用户以及用电企业的正常工作与生活受到严重的影响。根据我国相关的电网公司数据表明，客户用电投诉中有20%的原因是遭到了频繁停电情况，其已经成了投诉重灾区。

2 面向供电能力提升的配电网储能功率多级多目标动态优化

若要对供电能力增加储能功率进行科学优化，其需要具备多目标性，有关约束方程内要包括上个时间段留下来的剩余电量，所以需要选择多级多目标的策略来对其进行动态优化。2.1 供电能力提升的配电网储能功率多级多目标问题处理

多级多目标策略可以将各个各优化目标的关键点重要性进行区分。其主要思想是在可行领域中满足第1优先级的目标函数，之后在这个第1优先级获得最佳解集的情况下，科学剖析第2优先级的目标函数，依次进行一直到达最后一级。

假设储能功率目标动态规划的命题如式（1）。

在对上述问题进行求解的时候，首选需要根据子目标函数的关键性与重要程度来进行排队，可以先假设其次序依次为f（1），f（2），…，f（m）。之后依据对各目标函数的优化要求获得对应的优化值范围，如此就可以把原来的复杂问题转化成一种求解范围条件的极值问题。

2.2 供电能力提升的配电网储能功率储能功率多级多目标动态优化策略

考虑到分布式电源的负荷功率以及功率输出的特点（即间歇性以及波动性），以及储能电站电量约束条件一般包含上一时间阶段，所以需要采用多目标动态优化策略，其具体的优化策略如图1所示。

图1 考虑供电能力的储能功率多级多目标动态优化策略

（1）目标层1：供电功率低限率优化。为了达到供电高可靠性的目标，需要先对小于低限供电功率的运行时间段进行优化，满足基本的前提与约束条件的基础上，以式（2）来对低限功率时间段i的储能放电功率范围进行计算。

在上式式2中：μ（Ni）代表着供电裕度区间；S（WTij），S（Dij）和S（PVij）则分别代表着i时刻 j 点的风力、大电网、以及光伏供电功率。

（2）目标层 2：供电功率越限率优化。相互比较分析各个优化时间点的最大供电功率、电站储能剩余的电量以及电安全裕度区间，同时对其储能电站的充电与放电状态进行剖析，储能电站的充电与放电策略具体如下表 表1所示。

表1 储能电站充放电策略

由表1可知，目标供电裕度的下限以及上限分别由K1，K2来表示，储能电站电量的下限以及上限分别由Q1，Q2来表示，而O，I以及K则分别表示放电、充电以及保持。根据相关的函数计算，能够有效确定各个优化时间点的充电功率区间与放电功率区间，从而为功率优化做好基础准备。

（3）目标层3：供电波动性优化。以上述公式为目标函数，考虑相关的供电波动性，对其充放电功率区间作进一步优化。

（4）储能功率动态优化。对当下储能的荷电量SOC进行分析，同时结合下一时间段的输出功率区间，来确认一下有没有满足SOC相关的约束条件，深度优化i时间段的SOC电量，结合i+1时间段（即i时刻下一时间段）的储能充放电功率，综合分析科学计算确定i时间段的储能放电功率。

2.3 利用大数据优化配电网储能功率降低频繁停电概率

可以借助大数据分析来有效控制频繁停电的现象，优化配电网储能功率。经过建立相应的设备状况信息数据库，把有关设备的数据录入数据库，使用矩阵分析法对这些设备状况进行预评估，然后根据获得的预评估数据针对性地进行修理、巡视以及替换等操作，从而有效减少有关设备发生故障的情况，降低频繁停电的概率。需要录入数据库的设备信息有很多，主要包括以下几种：设备生产年份、生产厂家、检修信息、故障率、投运年限以及平均运行寿命等等。

3 结语

本篇文章针对动态优化供电能力提升的配电网储能功率的相关内容为大家作了详细的讲解，如其多级多目标动态优化的目标问题处理、目标重要性排序、最优方案分析等等，其动态优化策略主要是以下四大优化方向：供电功率低限率优化、储能功率动态优化、供电功率低限率优化以及供电波动性优化。其具有更简单清晰操作方式，也考虑了各种约束条件从而能够有效获得准确的优化效果，具有重要的借鉴意义。

[1]刘一兵，吴文传，张伯明，等. 基于混合整数二阶锥规划的主动配电网有功—无功协调多时段优化运行[J]. 中国电机工程学报，2014（16）：2575-2583.

Dynamic optimization of energy storage power for distribution network with power supply capability

Gao Yi
（State Grid Fujian Electric Power Co., Ltd., Xiamen Power Supply Company, Xiamen 361000, China）

In order to achieve the goal of high reliability, the need for storage of power distribution network to enhance the ability of power optimization. Considering China’s major areas are beginning to use distributed power, and has its own characteristics of intermittent and volatility, need to adopt the multi-objective dynamic optimization strategy. The topic has become China's the urgent problem of the present stage now. The paper expounds the related content.

power supply capacity; power distribution network energy storage; power dynamic optimization

高艺（1985— ），女，福建龙海，本科，工程师；研究方向：配网供电能力。