[發明專利]適用于大工業用戶電化學儲能系統的配置與策略制定方法

有效

• 申請號: 202010411660.4
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111697601B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 曹銳鑫;張瑾;尚敏青;胡波;艾騰飛;種蕊;曹龍;王振峰
• 申請（專利權）人: 西安聯創分布式可再生能源研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J3/00
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 王孝明

1.一種適用于大工業用戶電化學儲能系統的配置與策略制定方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟1，采集大工業用戶的年度逐時用電負荷數據；

步驟2，提取典型日負荷；

采用k-means聚類算法，輸入步驟1中采集的年度逐時用電負荷數據，以最大值、最小值、平均值、標準差、極差和眾數作為提取特征，輸出年度內春季、夏季、秋季和冬季最靠近聚類中心的電負荷數據和日期分別作為春季典型日負荷、夏季典型日負荷、秋季典型日負荷和冬季典型日負荷；

步驟3，獲取大工業用戶每月每日的實時電價；

所述的實時電價包括尖峰時段的電價P_尖、峰段時段的電價P_峰、平段時段的電價P_平和谷段時段的電價P_谷；

所述的尖峰時段為實時電價為尖峰時段的電價時對應的時間段，所述的峰段時段為實時電價為峰段時段的電價時對應的時間段，所述的平段時段為實時電價為平段時段的電價時對應的時間段，所述的谷段時段為實時電價為谷段時段的電價時對應的時間段；

步驟4，獲取電化學儲能系統中電池的參數及電化學儲能系統的系統初期投資成本，建立電化學儲能系統的經濟性模型，電化學儲能系統的經濟性模型包括年峰谷收益模型和電化學儲能系統的初期投資成本模型；

所述的電化學儲能系統的經濟性模型的建立過程包括以下子步驟：

步驟401，確定年峰谷收益模型：

式中：

E_PV為年峰谷收益，單位：元/年；

i為年度中的第i天；

t為每天中的時刻；

P_L(t)為t時刻逐時用電負荷數據，單位：kW；

P_EL(t)為t時刻電價，單位：元；

P_S(t)為電化學儲能系統的t時刻的充放電功率，單位：kW；

為電化學儲能系統的額定充放電功率，單位：kW；

η_S(t)為電化學儲能系統的t時刻充放電效率；

η_ch為電化學儲能系統的充電效率；

η_disch為電化學儲能系統的放電效率；

步驟402，獲取電化學儲能系統的初期投資成本模型：

S_a＝C_S·C_a·N_a 式3

S_r＝C_s·C_r·R_r 式4

式中：

I_O為電化學儲能系統的初期投資成本，單位：元；

j為電化學儲能系統的第j項；

為電化學儲能系統的總投資成本；

N為電化學儲能系統的總項數；

S_j為電化學儲能系統中第j項的投資成本；

S_r為電池回收成本，單位：元；

S_a為政策補貼收益，單位：元；

C_a為補貼單價，單位：元/(kWh·年)；

C_S為電化學儲能系統的額定容量，單位：kWh；

N_a為補貼年限，單位：年；

C_r為電池回收單價，單位：元/kWh；

R_r為電池回收百分比；

步驟5，設置電化學儲能系統的經濟性模型的約束條件：

所述的約束條件為式5至式11：

當P_S(t)0，P_S(t)P_L(t) 式7

P_MD≥P_L(t)-P_S(t) 式8

(1-DOD)≤SOC(t)≤1 SOC(0)＝SOC(23)＝DOD 式9

式中：

P_Lmax為大工業用戶負荷最大值，單位：kW；

C_TF為大工業用戶的變壓器剩余容量，單位，kVA；

P_MD為最大需量功率，單位：kW；

DOD為電池的充放電深度，單位：％；

SOC(t)為t時刻電化學儲能系統電池的荷電狀態，單位：％；

為儲電系統日循環次數，單位：次；

T為電化學儲能系統的額定充放電時間，單位：h；

V為電池充電倍率；

步驟6，以經濟性最優為目標函數，采用遺傳算法尋優，以電化學儲能系統電池的荷電狀態作為底層尋優變量，電化學儲能系統的系統額定容量和電化學儲能系統的系統額定充放電功率作為外層尋優變量，進行尋優計算；

通過尋優計算獲得電化學儲能系統的最優系統額定容量和最優系統額定充放電功率，然后將電化學儲能系統的最優系統額定容量和最優系統額定充放電功率作為所述的電化學儲能系統的配置；

通過尋優計算獲得每個季節的典型日的逐時充放電狀態和充放電功率，然后將典型日的逐時充放電狀態和充放電功率應用到該典型日對應的季節的每一天作為電化學儲能系統的策略；

其中：

根據步驟4建立的電化學儲能系統的經濟性模型，確定目標函數為式12；

N_S＝I_O/(E_PV) 式12

式中：

N_S為以年峰谷收益計算的電化學儲電系統最小回收期，單位：年；

所述的電池的荷電狀態、系統額定充放電功率和系統額定容量的約束條件采用步驟5的約束條件。