[發明專利]一種基于魯棒優化的用戶側混合儲能技術運行優化方法

有效

• 申請號: 202110532953.2
• 申請日: 2021-05-17
• 公開（公告）號: CN113471993B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 魏震波;張雯雯;魏平桉;郭毅;黃宇涵;陸楊;閆夢陽;劉至純
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: H02J3/28
• 分類號: H02J3/28;H02J3/32;H02J7/34
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司 51230
• 代理人: 岳子強

本發明公開了一種基于魯棒優化的用戶側混合儲能技術運行優化方法，包括建立由超級電容和鋰電池構成的混合儲能系統模型，以超級電容和鋰電池運行時受充放電深度影響的特性，建立使用壽命模型；根據離散傅里葉變換和離散傅里葉反變換原理建立混合儲能系統功率分配模型，從而得到混合儲能運行模型；建立用戶側魯棒優化模型；根據分布式風光發電成本、電網用電成本、儲能使用成本，分別為單一制電價、兩部制電價用戶建立表示總運行成本的經濟運行模型；針對單一制電價、兩部制電價兩類用戶，給出混合儲能在不同功率、容量配置以及充放電控制策略下所對應的經濟效益及投資成本；保證了用戶側的清潔能源消納能力和經濟性。

技術領域

本發明屬于電力用戶側園區優化運行技術領域，涉及一種基于魯棒優化的用戶側混合儲能技術運行優化方法。

背景技術

隨著全球經濟的發展以人口數目的持續上升，人類對能源的需求也在不斷上升，然而人類賴以發展的一次能源卻即將被耗盡，因此如何解決能源危機成為各國的燃眉之急。除此之外，化石能源對環境的影響日益嚴重，嚴重威脅著城市的發展和人們的健康。面對上述化石能源持續增長的供需矛盾以及對環境造成污染的問題，以太陽能、風能為主的分布式可再生能源發電技術受到電力部門及電力用戶的廣泛關注。

但由于分布式可再生能源發電受氣候環境因素影響大，其輸出功率具有很高的隨機性和波動性，既不符合電力用戶的負荷特性，而且可能對電力設備造成危害，大大的限制了分布式可再生能源的推廣。為此，提出將儲能設備引入到分布式可再生能源發電系統這一解決方案。利用儲能系統將分布式電源發出的電能儲存后平穩的輸出電能，有效的克服了分布式電源的隨機性和波動性。除此之外，用戶側配備儲能系統也可用于對負荷進行削峰填谷，不僅增大電力系統的備用容量、提高電網運行的穩定性，同時為電力用戶降低了用電成本從而帶來更大的經濟效益。因此，儲能系統已經成了推進分布式可再生能源發電發展不可或缺的一部分。

不同類型的儲能裝置由于其工作原理及制造工藝的不同導致其使用特性大不相同，從而使不同的儲能設備適用范圍相差甚遠，從應用的角度來看，用戶既需要容量大的能量型儲能技術來滿足削峰填谷的需求，也需要響應速度快的功率型儲能技術滿足快速充放電調節發電、負荷波動的需求。但沒有任何單一儲能設備同時具備能量、功率這兩種的儲能特性，因此近年來混合儲能系統(HESS)在人們的視線中脫穎而出。混合儲能系統通過采用小容量、可循環充放電次數極高、低能量密度、功率密度較高的儲能環節搭配大容量、可循環充放電次數相對較低、高能量密度、低功率密度的儲能環節，從而使儲能系統能量型與功率型互相取長補短，對混合儲能的研究有極高的工程價值。

發明內容

本發明的目的在于：提供了一種基于魯棒優化的用戶側混合儲能技術運行優化方法，提高清潔能源滲透率的同時，提高電力用戶的用電經濟性。

本發明采用的技術方案如下：

一種基于魯棒優化的用戶側混合儲能技術運行優化方法，包括以下步驟：

步驟一、建立由超級電容和鋰電池構成的混合儲能系統模型，以超級電容和鋰電池運行時受充放電深度影響的特性，建立使用壽命模型；根據離散傅里葉變換和離散傅里葉反變換原理建立混合儲能系統功率分配模型，從而得到混合儲能運行模型；

步驟二、針對分布式清潔可再生能源發電以及實際負荷存在的不確定性，建立用戶側魯棒優化模型；

步驟三、在魯棒優化模型的基礎上，滿足用戶側園區功率平衡約束條件、混合儲能運行約束條件的前提下，根據分布式風光發電成本、電網用電成本、儲能使用成本，分別為單一制電價、兩部制電價用戶建立表示總運行成本的經濟運行模型，其中電網用電成本考慮分時電價；

步驟四、在總運行成本的經濟運行模型的基礎上，對混合儲能系統種兩種儲能設備建立不同的容量、功率配置策略以及充放電深度控制策略，針對單一制電價、兩部制電價兩類用戶，給出混合儲能在不同功率、容量配置以及充放電控制策略下所對應的經濟效益及投資成本。