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１３２０２４年９月ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ第４３卷第５期

ＤＯＩ：１０．１２１５８／ｊ．２０９６３２０３．２０２４．０５．００２

面向薄弱配电网的农村多能互补系统储能协同优化配置

董福贵，孟子航，郗来昊，王小锋

（华北电力大学经济与管理学院，北京１０２２０６）

摘要：

位于配电网薄弱区域的农村常常存在供能可靠性不足的问题，导致接入大规模光伏的多能互补系统难以

在此类地区广泛开展。储能系统作为新型能源系统融合的纽带，能够有效提升此类地区的供能可靠性。为此，文

中提出一种面向薄弱配电网的农村多能互补系统（ｒｕｒａｌｍｕｌｔｉｅｎｅｒｇｙｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙｓｙｓｔｅｍ，ＲＭＥＳ）储能协同优化配

置策略。首先，明确包含生物质废弃物能源转化系统的ＲＭＥＳ架构。然后，以系统缺供损失成本作为评判依据，提

出一种储能配置评价准则。最后，建立计及储能全生命周期成本的ＲＭＥＳ多元储能协同优化配置模型。针对该模

型的特性，将其解耦转化为包含规划运行两阶段的双层优化模型，并采用粒子群算法和Ｇｕｒｏｂｉ求解器相结合的混

合策略进行求解。算例分析表明，所提储能配置评价准则有效激发了ＲＭＥＳ配置储能的积极性。此外，构建的多

元储能协同配置模型使得ＲＭＥＳ表现出更好的经济效益和环境效益，并且在提升系统运行可靠性方面具有优

越性。

关键词：

农村多能互补系统（ＲＭＥＳ）；薄弱配电网；储能配置；生物质利用；系统可靠性；储能全寿命周期成本

中图分类号：ＴＭ７１５文献标志码：Ａ文章编号：

２０９６３２０３（２０２４）０５００１３１４

电／热／冷／气等多元储能在内的协同配置。文献

０引言

［６］综合考虑电／热柔性负荷，提出区域综合能源系

我国农村地区存在大量秸秆、垃圾和生活污水统中电储能（ｅｌｅｃｔｒｉｃｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅ，ＥＳ）、热储能

等废弃资源，为发展生物质发电技术提供了天然的（ｈｅａｔｉｎｇｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅ，ＨＳ）的优化配置方法。在网

实验基地。此外，农村人口密度和负荷密度相对较络模型的数学描述方面，文献［７８］基于能源集线

低，也为屋顶光伏（ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ，ＰＶ）的建设应用提器模型研究储能的协同配置，该类模型未考虑系统

［１２］

供了丰富的空间资源。如何促进农村生物质资具体的网络结构，难以对储能接入位置进行决策，

源的能源转换，兼顾完善屋顶光照资源的能源利但能快速响应储能的最佳配置容量。而文献［９１１］

用，建立生物质和ＰＶ耦合利用的清洁供能模式，已则计及网络潮流，研究网络运行约束对配置位置的

经成为推动农村新型供能系统建设的热点话具体限制。针对储能系统的运行特性，文献［１２］考

［３４］

题。农村多能互补系统（ｒｕｒａｌｍｕｌｔｉｅｎｅｒｇｙｃｏｍ虑ＨＳ的结构类型、体积等特性参数，开展季节性储

ｐｌｅｍｅｎｔａｒｙｓｙｓｔｅｍ，ＲＭＥＳ）能够利用多种能源转化设热的技术经济规划研究。文献［１３］建立考虑储能

备和能源耦合设备实现生物质资源、光照资源及现特性差异和综合效率的多元储能协同配置模型。

有供能资源的整合，满足终端用户的负荷需求。另文献［１４］提出计及风电汇集区域储能电站循环寿

外，与ＲＭＥＳ相连的上级配电网通常位于配电网薄命特性的运营配置优化模型。文献［１５］考虑储能

弱区域，容易产生断电、断气等风险。而储能系统的充放电频率响应特性，对应用变分模态分解后的

在提升系统可靠性和可再生能源消纳