[發明專利]一種基于參數控制的主動儲能運行方法及系統

在審

• 申請號: 202010555771.2
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111695740A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 張承慧;孫波;李浩然
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06;H02J3/28;H02J3/32
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 陳曉敏

本發明公開了一種基于參數控制的主動儲能運行方法及系統，包括以下步驟：采集用戶的供冷設備、供暖設備、配電設備的能源需求；基于儲能參數計算儲能單元的充放計劃，并得到綜合能源系統為滿足用戶需求和儲能計劃所需的能源產量；基于系統所需的能源產量，安排系統中各個發電單元、制熱單元、制冷單元的出力，并得到系統中產能單元的總出力；基于系統中產能單元的總出力與用戶的能源需求，以源?儲?荷之間的能量平衡為目標，安排儲能單元進行充能或放能。

技術領域

本發明屬于能源系統領域中能量管理、運行控制的相關技術，具體涉及一種基于參數控制的主動儲能運行方法及系統。

背景技術

綜合能源系統是指綜合利用太陽能、風能、天然氣、煤炭等能源進行制冷、供熱、發電的分布式能源樞紐，促進能源可持續發展的新一代能源系統。綜合能源系統具有多能源輸入、多能源輸出的特點，有效地提高了能源利用效率。通過分析多種異質能源的理化性質，揭示其替代和互補機理，開發新的能源轉換和儲存技術，是開展能源綜合利用研究的重要意義。

傳統能源系統中的儲能是為了電能的應急需要，但綜合能源系統中的儲能是多種能量的混合存儲、單向和雙向轉換。儲能在綜合能源管理的整體解決方案中不可或缺，促進了多種能源在時間和空間維度上的完全集成，提升系統效率、能源產量和碳減排量，具有經濟、能源和環境多種效益。

綜合能源系統中包含多個分布式產能單元和多個儲能(MES)單元，儲能單元的作用是聚合和穩定。一方面，隨著分布式終端和發電機的逐漸增多，分布式發電和多能源需求的聚集和管理越來越困難。儲能單元作為聚合器，連接在多個能量轉換器和多個能耗終端之間，并與之協同工作，保持綜合能源系統的靈敏高效運行。另一方面，可再生能源的間歇性和能源消費需求的不確定性導致能源系統在發電和供應方面的波動。儲能單元作為穩定器，提供能量轉換、能量備份、能量協調和能量互補等輔助服務，實現能源生產與供應的穩定運行，是維護能源供需平衡的保障。

儲能單元的優化配置方法與其集成器、穩定器的運行方式密不可分，具體分為被動儲能(PES)模式和主動儲能(AES)模式兩種。在被動儲能中，發電機的運行對波動的能源需求做出響應，并且受到高效范圍的限制。過剩能源主要產生于能源需求的低谷期，儲存在高峰期釋放。然而，發電機在低谷期間以最低負荷運行效率較低，用于儲能的能量少，儲能的作用沒有得到充分利用。主動儲能克服了這些問題。首先根據能源需求和系統容量，提前制定了充放電計劃。然后在負荷跟蹤時，產能單元根據能量存儲計劃增加或減少能量的輸出。

然而，主動儲能需要采用數據驅動算法對充放計劃進行優化。如果以這種方式在典型日負荷下優化儲能單元的容量，則所得結果不能適應全年的運行需求，對系統運行評價不夠準確，不能作為投資建設的參考。如果以這種方法在全年負荷下優化儲能設備的容量，則優化變量中含有太多的儲能計劃，在智能算法中很難精確的計算求解。造成這種困境的主要原因是主動運行機制不明確，缺乏核心的儲能參數控制系統的運行。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的是為綜合能源系統的高效運行提供一種基于參數控制的主動儲能運行方法及系統。本發明基于對多儲能單元的一體化配置方法和運行機理的研究，建立了適應不同儲能裝置的統一模型，設計了參數控制的主動儲能的運行方法。此運行方法適用于綜合能源系統優化設計中的仿真，也適用于已建成系統的日常運行。

為了實現上述目的，本發明是通過如下的技術方案來實現：

第一方面，本發明的實施例提供了一種基于參數控制的主動儲能運行方法，包括以下步驟：

采集用戶的供冷設備、供暖設備、配電設備的能源需求；

基于儲能參數計算儲能單元的充放計劃，并得到綜合能源系統為滿足用戶需求和儲能計劃所需的能源產量；

基于系統所需的能源產量，安排系統中各個發電單元、制熱單元、制冷單元的出力，并得到系統中產能單元的總出力；