[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

本發明提供了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，該方法采用k?means聚類算法，從大工業用戶的年度逐時用電負荷數據中提取典型日負荷；獲取大工業用戶每月每日的實時電價；建立電化學儲能系統的經濟性模型；設置約束條件；以經濟性最優為目標函數，采用遺傳算法尋優，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；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。本發明根據電化學儲能系統的經濟性模型計算系統最優配置、制定最優運行策略，通過削峰填谷降低用戶度電成本。

技術領域

本發明屬于儲能領域，涉及用戶側儲能，具體涉及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。

背景技術

儲能電池因能量密度大、占地面積小、低噪音、建設周期短，已經成為眾多儲能技術中的翹楚。根據中國太陽能行業協會(CPIA)統計數據，截至2019年底，全球累計電化學裝機達8.22GW，同比增長24.02％，從應用端來看，用戶側儲能占比最高為28％；我國電化學儲能累計裝機1592.3MW，同比增長48.4％，其中用戶側仍是儲能最大的應用市場，占比為51％。從以上數據可以看出，用戶側儲能占據儲能市場的一席之地，因此對于用戶側儲能的應用研究非常必要。

用戶側削峰填谷儲能裝置的經濟性主要由初期投資和裝置收益決定，初期投資主要受系統成本(由電池成本決定)，儲能裝置系統配置等因素影響；裝置收益主要由儲能系統配置、充放電策略、地區峰平谷差價、系統效率、電池循環次數、電池充放電深度等因素決定。目前，現有技術中缺少最優的儲能系統配置和充放電策略計算方法，系統配置主要根據用戶負荷憑借經驗設定，充放電策略也是人為設定，以此設計出的儲能裝置并非是經濟性最好的。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于，提供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，解決現有技術中的方法經濟性不足的技術問題。

為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案予以實現：

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，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：