本发明涉及储能调频，具体为一种计及节点频率分布混合储能选址定容双层优化方法。
背景技术：
1、在过去的几十年里，全球范围内的能源结构发生了显著变化。传统的化石燃料能源正逐步被清洁和可再生能源所替代。风能、太阳能等可再生能源的快速发展，不仅减少了碳排放，也对环境保护起到了积极的作用。然而，可再生能源的高波动性和不确定性给电力系统的稳定运行带来了新的挑战。
2、与此同时，电力电子技术的广泛应用进一步推动了电力系统的发展，但也引发了新的问题。可再生能源的大规模并网和电力电子设备在电力系统中的高比例应用导致了系统惯量水平下降，新能源的波动性和不确定性给系统带来频率稳定性冲击和潮流分布不均匀。大规模集中式混合储能作为一种优秀的调频资源可以在系统中缓冲可再生能源造成的不良影响。然而，储能并入系统后，其高额的充放电功率改变附近的潮流分布，造成节点电压越限、线路负载率升高。此外，大规模新能源并网与电力电子设备在系统的高比例应用又造成系统惯量分布不均匀，导致节点频率分布不均匀，现有的混合储能规划方法中鲜有考虑节点频率变化的空间不均匀性。
3、因此针对现有技术的不足，本发明提出了一种计及节点频率分布混合储能选址定容双层优化方法。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种计及节点频率分布混合储能选址定容双层优化方法，解决了集中式混合储能并网后系统频率稳定性和潮流分布不均匀的问题。
2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种计及节点频率分布混合储能选址定容双层优化方法，包括以下步骤：
3、s1、建立混合储能优化选址定容双层模型；
4、s2、求解混合储能选址定容双层模型；
5、s3、分析不同方案的有效性。
6、优选的，所述s1步骤具体包括以下步骤：
7、s1.1、建立混合储能选址层模型；
8、s1.2、建立混合储能定容层模型。
9、优选的，所述s1.1步骤具体包括以下步骤：
10、s1.11、建立网络节点频率波动计算模型；
11、s1.12、确定选址层目标函数；
12、s1.13、确定选址层约束条件；
13、s1.14、计算线路功率、节点电压频率泰尔熵。
14、优选的，所述s.12步骤具体包括以下步骤：
15、s1.21、确定定容层目标函数；
16、s1.22、确定定容层约束条件；
17、s1.23、建立混合储能控制策略模型。
18、优选的，所述s2步骤具体包括以下步骤：
19、s2.1、初始化混合储能配置容量；
20、s2.2、将初始化混合储能配置容量代入潮流计算模型与节点频率计算模型计算选址所需的系统状态量；
21、s2.3、采用多目标粒子群算法求解混合储能最优并网节点；
22、s2.4、将最优储能并网节点结果代入进储能定容层；
23、s2.5、采用单目标粒子群算法求解混合储能最优配置；
24、s2.6、将混合储能最优配置结果代回混合储能选址层模型计算最优选址结果；
25、s2.7、判断最新优化选址结果是否与上一次优化结果一致，一致则输出最新选址定容结果，不一致则将新的优化配置节点代入定容层中再次进行优化定容，直到选址结果一致。
26、优选的，所述s3步骤具体包括以下步骤：
27、s3.1、储能选址节点时序性验证：
28、s3.2、储能选址偏差值与空间均匀度验证。
29、优选的，所述s1.12步骤中选址层目标函数具体为：
30、其中，f1、f2、f3、f4分别对应功功率波动一线路负载率综合评价指标、节点电压波动偏移程度与均匀度综合评价指标、网络损耗和节点频率偏移程度与均匀度综合评价指标，λi为t时刻线路i的负载率，δui为节点电压偏差，δfi为节点频率偏差，rj为第j条支路的电阻，pj，qj分别为支路j的有功、无功功率，uj为支路j末端的电压幅值，n为系统节点数，nbr为系统中支路个数，tpower、tvoltage、tfrequency分别为t时刻功率波动泰尔熵、电压波动泰尔熵和频率波动泰尔熵，ω为目标函数中不同指标间的权重；
31、所述s1.13步骤中选址层约束条件具体为：
32、δpli为节点i的负荷扰动，δpb为电池储能出力，δpfw为飞轮储能出力，δpgi为第i个火电机组出力，pb.rated为电池储能额定功率，pfw.rated为飞轮储能额定功率，pij(t)为节点i和节点j之间线路的有功功率，为该线路允许的最大功率，分别为节点i电压最大、最小值，ui(t)为节点i在t时刻的电压，nsite为混合储能配置节点，n为系统节点数。
33、优选的，所述s1.21步骤中定容层目标函数具体为：
34、f＝cinv+com+cscr+cf-bfr-bupgrade-bnetloss，其中cinv为投资成本，cscr为电池报废处理成本；cf为储能系统故障处理成本；bfr为储能调频收益；bupgrade为储能系统延缓电网升级效益；bnetloss储能减小系统网损效益。
35、优选的，所述s1.22步骤中定容层约束条件包括：
36、储能配置约束：
37、pb.rated≥0，
38、储能出力约束：
39、
40、混合储能出力约束：
41、其中pb·rated和pfw.rated分别为电池储能和飞轮储能的额定功率。
42、本发明提供了一种计及节点频率分布混合储能选址定容双层优化方法。具备以下有益效果：
43、1、本发明通过考虑节点频率分布，所提出的混合储能选址定容双层优化方法能够有效降低储能并网后系统潮流的分布不均，提高系统的稳定性。
44、2、本发在优化过程中，综合考虑了节点电压和频率的偏移程度与均匀度，确保各节点的电压和频率更加均衡，减少因储能并网带来的电压越限和频率波动问题。
45、3、本发明通过合理的储能选址和定容配置，降低了线路的负载率，减小了线路过载的风险，提高了系统的运行安全性和可靠性。
46、4、本发明采用双层模型，分别从选址和定容两个层面进行优化，使得储能系统的配置更加合理，兼顾了投资成本和运行效益，确保了储能系统的经济性和可持续性。
47、5、本发明通过考虑节点频率波动的空间分布特性，所提出的方法提高了系统频率响应的能力，有效应对可再生能源大规模并网和电力电子设备高比例应用带来的频率稳定性挑战。
48、6、本发明在选址和定容过程中，综合考虑了功率波动、线路负载率、节点电压波动和频率波动等多个指标，使得优化结果在多个方面均具有较好的效果，提升了储能系统的整体性能。
1.一种计及节点频率分布混合储能选址定容双层优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种计及节点频率分布混合储能选址定容双层优化方法，其特征在于，所述s1步骤具体包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种计及节点频率分布混合储能选址定容双层优化方法，其特征在于，所述s1.1步骤具体包括以下步骤：
4.根据权利要求2所述的一种计及节点频率分布混合储能选址定容双层优化方法，其特征在于，所述s.12步骤具体包括以下步骤：
5.根据权利要求1所述的一种计及节点频率分布混合储能选址定容双层优化方法，其特征在于，所述s2步骤具体包括以下步骤：
6.根据权利要求1所述的一种计及节点频率分布混合储能选址定容双层优化方法，其特征在于，所述s3步骤具体包括以下步骤：
7.根据权利要求3所述的一种计及节点频率分布混合储能选址定容双层优化方法，其特征在于，所述s1.12步骤中选址层目标函数具体为：
8.根据权利要求4所述的一种计及节点频率分布混合储能选址定容双层优化方法，其特征在于，所述s1.21步骤中定容层目标函数具体为：
9.根据权利要求4所述的一种计及节点频率分布混合储能选址定容双层优化方法，其特征在于，所述s1.22步骤中定容层约束条件包括：
