[發明專利]一種面向充電站運營商的儲能優化配置方法

有效

• 申請號: 202011461627.9
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112564152B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 龍羿;胡文;何錦華;胡澤春;黃會;龍方家;戴衛;吳高林;徐婷婷;池磊;劉乙力
• 申請（專利權）人: 國網重慶市電力公司營銷服務中心;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J3/00
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司 51230
• 代理人: 賴林東

一種面向充電站運營商的儲能優化配置方法，涉及電池儲能系統的功率和容量優化配置方法技術領域，本發明參數的設定、典型日的獲取、優化配置模型約束條件選取、建立用戶側儲能優化配置模型、將優化配置模型轉化為LP、評估指標的選取和求解，其中典型日的選取采用K?means聚類方法，將其聚類中心設在為2，分別表示為工作日和非工作日，同時將模型的非線性求解轉化為LP(線性規劃)問題，具有求解速度快，得到的解為全局最優解，具有比較強的實際意義，能夠有效促進儲能商業化的發展。

技術領域

本發明涉及電池儲能系統的功率和容量優化配置方法技術領域，具體涉及一種面向充電站運營商的儲能優化配置方法。

背景技術

隨著電動汽車規模逐步提升，城市公共充電站規模逐步增加，對配網容量要求越來越高。為緩沖無序充電行為對配網的沖擊，因此在充電站中扮演越來越重要的角色。但是，配置儲能成本非常高，加上充電站的儲能配置往往是分布式的，難以形成規模效應來減低成本，這些原因使得儲能雖然有一定發展，但是大都集中在電網側。

近年來中國出臺了一系列政策，不僅大力支持儲能發展，而且提出要適當擴大銷售側峰谷電價差，未來用戶峰谷價差有望繼續拉大，并且隨著儲能成本的逐步降低，充電站儲能配置得到越來越廣泛地關注。充電站儲能可通過“低儲高放”策略，即在充電負荷及電價較低的時候存儲電能，在充電負荷及電價較高的時候放出電能，在不改變用戶充電行為的情況下，平滑充電站負荷每月最大需量值，減少基本電費的同時產生削峰填谷收益，是降低充電運營商經營成本的重要手段。由于各地方充電客戶不同，導致充電站具有區域性負荷特征，其是否適合配置儲能以及配置多大功率及容量的儲能不盡相同。因此，為充電站運營商提出一套科學有效的儲能配置方法顯得迫在眉睫。

充電站儲能優化配置屬于用戶側儲能優化配置的一種特殊場景。現有的針對用戶側儲能優化配置的研究主要是目的在于提高電網安全穩定性，而且典型日的選取尚未形成一套令人信服的方法。如已公開專利《一種基于調峰效果的負荷側儲能優化配置方法》(授權公告號：CN?107800148B)依據負荷數據的標準差和平均單向持續時長生成候選配置集合，然后將配置集合中每一個配置元素作為邊界條件，修改計算儲能調峰效果的不等式約束，以混合整數規劃求新負荷曲線的方差最優值，最后將每一個候選配置點的成本按照功率和容量進行計算，進行候選集合中最優配置的選擇。已公開專利《一種綜合儲能優化配置方法和系統》(授權公告號：CN?111064209?A)構建了用戶側綜合能源系統的架構，給定各時段系統的能源需求、各時段系統內能量生產，建立以負荷方差最小、可再生能源削減量最小、綜合儲能容量最小為目標的綜合儲能優化配置模型。以上公開的專利均從電網安全穩定性的角度構建儲能優化配置模型，未充分考慮充電站運營商配置儲能的收益等情況。

發明內容

本發明的目的在于：為解決背景技術中提出的技術問題，本發明提供一種面向充電站運營商的儲能優化配置方法。

本發明為了實現上述目的具體采用以下技術方案：

一種面向充電站運營商的儲能優化配置方法，包括以下步驟：

步驟一、參數的設定：設置儲能成本參數和特性參數，上傳實時電價數據和典型充電站一年的歷史負荷數據，并且將負荷數據還原成12個月的負荷數據；

步驟二、典型日的獲取：用K-Means方法對每個月的負荷曲線進行聚類，聚類中心數設置為2，2個聚類中心分別代表每月的工作和非工作日，并且把聚類中心作為該月的典型日負荷曲線，同時輸出每個月的聚類中心所占該月天數的權重；

步驟三、優化配置模型約束條件選取：選擇荷電狀態(SOC)、儲能SOC連續性約束、SOC循環初始與結束相等約束、充/放電功率約束、充/放電狀態約束、削峰負荷約束；

步驟四、建立用戶側儲能優化配置模型:以BESS全壽命周期凈收益最大為目標函數，對儲能配置功率和容量進行優化，具體表述為：