基于离散傅里叶变换的主动配电网混合储能容量优化配置

doi:10.3969/j.issn.1000-7229.2018.08.011

电力建设 ›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (8): 85-93.doi: 10.3969/j.issn.1000-7229.2018.08.011

基于离散傅里叶变换的主动配电网混合储能容量优化配置

钟国彬1，吴涛2，曾杰1，谢开贵2，王超1，胡博2

1.广东电网有限责任公司电力科学研究院，广州市 510080；2.输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室（重庆大学），重庆市 400044

出版日期:2018-08-01
作者简介:钟国彬（1984），男，博士，高级工程师，主要从事化学储能技术等方面的研究工作；吴涛（1992），男，通信作者，博士研究生，主要从事电力系统规划与可靠性等方面的研究工作；曾杰（1979），男，博士，高级工程师，主要从事储能及新能源并网等方面的研究工作；谢开贵（1972），男，教授，博士生导师，主要从事电力系统规划与可靠性等方面的研究工作；王超（1988），男，博士，工程师，主要从事化学储能技术等方面的研究工作；胡博（1983），男，副教授，博士生导师，主要从事电力系统规划与可靠性等方面的研究工作。
基金资助:
中国南方电网有限责任公司科技项目（GDKJXM00000039）

Optimal Capacity Planning of Hybrid Energy Storage System in Active Distribution Network on the Basis of Discrete Fourier Transform

ZHONG Guobin1, WU Tao2, ZENG Jie1, XIE Kaigui2, WANG Chao1, HU Bo2

1. Electric Power Research Institute of Guangdong Power Grid Co.， Ltd., Guangzhou 510080,China；2.State Key Laboratory of Power Transmission Equipment & System Security and New Technology, Chongqing University, Chongqing 400044, China

Online:2018-08-01
Supported by:
This work is supported by China Southern Power Grid Research Program （No.GDKJXM00000039）.

摘要/Abstract

摘要： 考虑能量型储能和功率型储能的互补性，以混合储能系统（hybrid energy storage system，HESS）的投资运行成本及电能交易成本之和最小为目标函数，提出一种基于离散傅里叶变换（discrete Fourier transform，DFT）的主动配电网（active distribution network，ADN）混合储能容量优化配置模型。该模型采用离散傅里叶变换将混合储能系统功率分解成低频分量和高频分量，分别由能量型储能和功率型储能承担，优化分配混合储能系统功率。计及充放电状态对能量型储能寿命损耗的影响，计算能量型储能的充放电深度和寿命损耗，测算其使用寿命，进而计算投资运行成本。同时，考虑市场环境中的分时电价和电能交易，优化混合储能系统充放电功率，减少能量型储能寿命损耗。以改进IEEE 14节点配电网为例，利用我国华南地区某电网夏季典型日运行数据验证所提出模型的合理性和有效性。

关键词: 主动配电网（ADN）, 混合储能系统（HESS）, 离散傅里叶变换（DFT）, 寿命损耗, 电能交易

Abstract: Taking into account the complementary of energy-type and power-type, this paper proposes an optimal capacity planning model of hybrid energy storage system （HESS） in active distribution network （ADN） based on discrete Fourier transform （DFT） to minimize the investment-operation cost of HESS. DFT is used to decompose the power of HESS into low-frequency component and high-frequency component. Low-frequency component is undertaken by energy-type energy storage system （EESS） and high frequency component is undertaken by power-type ESS （PESS）. Considering the influence of charge and discharge state on the lifetime of EESS, the depth of charge and discharge of EESS is calculated as well as the loss of lifetime of EESS. Actual lifetime of EESS is calculated and represent by investment-operation cost. In addition, taking into consideration the time-of-use electricity price and the difference of transaction power price, the optimal charge and discharge power of HESS and the reduction of lifetime loss of EESS are achieved. Case study is performed by use of modified IEEE 14-node distribution network and typical summer daily operation data. The results demonstrate the proposed model is correct and effective.

Key words: active distribution network （ADN）, hybrid energy storage system （HESS）, discrete Fourier transform（DFT）, lifetime loss, energy transaction

中图分类号:

TM 73

钟国彬，吴涛，曾杰，谢开贵，王超，胡博. 基于离散傅里叶变换的主动配电网混合储能容量优化配置[J]. 电力建设, 2018, 39(8): 85-93.

ZHONG Guobin, WU Tao, ZENG Jie, XIE Kaigui, WANG Chao, HU Bo. Optimal Capacity Planning of Hybrid Energy Storage System in Active Distribution Network on the Basis of Discrete Fourier Transform[J]. Electric Power Construction, 2018, 39(8): 85-93.

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Optimal Capacity Planning of Hybrid Energy Storage System in Active Distribution Network on the Basis of Discrete Fourier Transform

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