CN109245135A - 电池储能参与电网削峰填谷调度的方法及装置 - Google Patents

电池储能参与电网削峰填谷调度的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了电池储能参与电网削峰填谷调度的方法及装置，利用电网的预测负荷数据绘制预测负荷曲线，统计日负荷的谷峰值，输入电池储能系统容量C、额定充放电功率Pe，设置功率调节步长ΔP，令常数k＝0，在此基础上采用迭代法确定充电时间段及功率、放电时间段及功率，再由此控制电池储能系统参与电网削峰填谷调度。本发明充分考虑电池储能系统实际约束，并能实用方便的规划电池储能系统充放电时间段及其功率，进行削峰填谷时，可有效减小负荷谷峰差，指标性良好，算法简单、实用、可行，计算量小、计算时间相对较少，不需要预先设定初始值且算法能够处理含有不连续约束的情况。

Description

电池储能参与电网削峰填谷调度的方法及装置
技术领域
本发明涉及电力系统最优化计算的技术领域，尤其涉及电池储能参与电网削峰填谷调度的方法及装置。
背景技术
通过电池储能系统安装于电网，利用电池储能系统的快速吞吐特性在负荷低谷期时吸收能量储存待用，在负荷高峰时期释放能量，完成削峰填谷任务，不仅可以缓和高峰期的用电紧张情况，也可以延缓电力设备的投资升级，减少系统备用容量，提高输电和配电设备的利用率，有利于电网的经济运行。目前针对削峰填谷的优化算法研究主要采用模拟退火算法、梯度算法和动态规划算法等。模拟退火算法属于智能算法，模拟了自然过程，在解决全局最优解的问题上有着自身优点，但缺点在于计算量大，计算时间相对较长；而梯度算法和动态规划算法进行计算时需要预先设定一个初始值，且算法不适合处理含有不连续约束的问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供电池储能参与电网削峰填谷调度的方法及装置，旨在解决模拟退火算法计算量大、计算时间相对较长，梯度算法和动态规划算法需要预先设定一个初始值且算法不适合处理含有不连续约束情况的问题。
本发明的目的采用以下技术方案实现：
一种电池储能参与电网削峰填谷调度的方法，包括：
导入步骤：
导入电网的预测负荷数据；
统计步骤：
根据预测负荷数据绘制预测负荷曲线，统计日负荷的谷值Pmin、峰值Pmax；
设置步骤：
输入电池储能系统容量C、额定充放电功率Pe；
设置功率调节步长ΔP，令常数k＝0；
迭代步骤：
根据Pmin、Pmax、C、Pe、ΔP、k，采用迭代法确定充电时间段及功率、放电时间段及功率；
控制步骤：
根据充电时间段及功率、放电时间段及功率，控制电池储能系统参与电网削峰填谷调度。
在上述实施例的基础上，优选的，所述迭代步骤，具体为：
做功率线：P1＝Pmax-Pe，P2＝Pmin+Pe；P1为功率上阔值，P2为功率下阔值；
以预测负荷处于(P1,P1+Pe)功率区间所对应的时间段为放电时间段来计算预测放电量S1，以预测负荷处于(P2-Pe,P2)功率区间所对应的时间段为充电时间段来计算预测充电量S2；
如果S1＞C，则令P1＝P1+kΔP，重新计算S1并与C进行比对，如果S1＞C则令k＝k+1并代入P1＝P1+kΔP，以此类推，直到S1≤C时停止迭代；确定停止迭代时预测负荷处于(P1,Pmax)功率区间所对应的时间段为电池储能系统放电时间段，电池储能系统放电功率为Pb,t＝Pl,t-P1；Pl,t为离散化的预测负荷；
如果S1≤C，则令P1＝P1-kΔP，Y1＝P1+Pe，重新计算S1并与C进行比对，如果S1＜C则令k＝k+1并代入P1＝P1-kΔP，Y1＝P1+Pe，以此类推，直到S1≥C时停止迭代；确定停止迭代时预测负荷处于(P1,Pmax)功率区间所对应的时间段为电池储能系统放电时间段，在预测负荷处于(P1,Y1)功率区间所对应的时间段内放电功率为Pb,t＝Pl,t-P1，在预测负荷处于(Y1,Pmax)功率区间所对应的时间段内保持恒定放电功率Pe；
如果S2＞C，则令P2＝P2-kΔP，重新计算S2并与C进行比对，如果S2＞C则令k＝k+1并代入P2＝P2-kΔP，以此类推，直到S2≤C时停止迭代；确定停止迭代时预测负荷处于(Pmin,P2)功率区间所对应的时间段为电池储能系统充电时间段，电池储能系统充电功率为Pb,t＝P2-Pl,t；
如果S2≤C，则令P2＝P2+kΔP，Y2＝P2-Pe，重新计算S2并与C进行比对，如果S2＜C则令k＝k+1并代入P2＝P2+kΔP，Y2＝P2-Pe，以此类推，直到S2≥C时停止迭代；确定停止迭代时预测负荷处于(Pmin,P2)功率区间所对应的时间段为电池储能系统充电时间段，在预测负荷处于(Y2,P2)功率区间所对应的时间段内充电功率为Pb,t＝P2-Pl,t，在预测负荷处于(Pmin,Y2)功率区间所对应的时间段内保持恒定充电功率Pe。
在上述实施例的基础上，优选的，如果功率线P1、P2与预测负荷曲线分别存在2个交点，则：
计算预测放电量S1与预测充电量S2：
式中，Pl为连续的预测负荷；Pl,t为离散化的预测负荷；t为时刻；t1,t2为P2与预测负荷曲线的交点对应的时刻，t3,t4为P1与预测负荷曲线的交点对应的时刻；m,n为t1,t2时刻对应的离散负荷编号，m,n为正整数；i,j为t3,t4时刻对应的离散负荷编号，i,j为正整数；Δt为功率采样的时间间隔；
如果S1＞C，则令P1＝P1+kΔP，重新计算S1并与C进行比对，如果S1＞C则令k＝k+1并代入P1＝P1+kΔP，以此类推，直到S1≤C时停止迭代；确定停止迭代时对应的(t3,t4)为电池储能系统放电时间段，电池储能系统放电功率为Pb,t＝Pl,t-P1；
如果S1≤C，则令P1＝P1-kΔP，Y1＝P1+Pe，此时重新计算S1：
式中，为Y1与预测负荷曲线的交点对应的时刻；i′,j′为时刻对应的离散负荷编号，i′,j′为正整数；
将S1与C进行比对，如果S1＜C则令k＝k+1并代入P1＝P1-kΔP，Y1＝P1+Pe，以此类推，直到S1≥C时停止迭代；确定停止迭代时对应的(t3,t4)为电池储能系统放电时间段，在与时间段内放电功率为Pb,t＝Pl,t-P1，在时间段内保持恒定放电功率Pe；
如果S2＞C，则令P2＝P2-kΔP，重新计算S2并与C进行比对，如果S2＞C则令k＝k+1并代入P2＝P2-kΔP，以此类推，直到S2≤C时停止迭代；确定停止迭代时对应的(t1,t2)为电池储能系统充电时间段，电池储能系统充电功率为Pb,t＝P2-Pl,t；
如果S2≤C，则令P2＝P2+kΔP，Y2＝P2-Pe，此时重新计算S2：
式中，为Y2与预测负荷曲线的交点对应的时刻；m′,n′为时刻对应的离散负荷编号，m′,n′为正整数；
将S2与C进行比对，如果S2＜C则令k＝k+1并代入P2＝P2+kΔP，Y2＝P2-Pe，以此类推，直到S2≥C时停止迭代；确定停止迭代时对应的(t1,t2)为电池储能系统充电时间段，在与时间段内充电功率为Pb,t＝P2-Pl,t，在时间段内保持恒定充电功率Pe。
或者，优选的，还包括衡量步骤：
对于充电时间段及功率、放电时间段及功率，采用负荷标准差指标f与谷峰系数α对削峰填谷效果进行衡量：
式中，Pa为预测负荷的平均值，T为调度时间段的数量。
在上述实施例的基础上，优选的，还包括优化步骤：
根据衡量结果，对充电时间段及功率、放电时间段及功率进行优化。
一种电池储能参与电网削峰填谷调度的装置，包括：
导入模块，用于：
导入电网的预测负荷数据；
统计模块，用于：
根据预测负荷数据绘制预测负荷曲线，统计日负荷的谷值Pmin、峰值Pmax；
设置模块，用于：
输入电池储能系统容量C、额定充放电功率Pe；
设置功率调节步长ΔP，令常数k＝0；
迭代模块，用于：
根据Pmin、Pmax、C、Pe、ΔP、k，采用迭代法确定充电时间段及功率、放电时间段及功率；
控制模块，用于：
根据充电时间段及功率、放电时间段及功率，控制电池储能系统参与电网削峰填谷调度。
在上述实施例的基础上，优选的，所述迭代模块用于：
做功率线：P1＝Pmax-Pe，P2＝Pmin+Pe；P1为功率上阔值，P2为功率下阔值；
以预测负荷处于(P1,P1+Pe)功率区间所对应的时间段为放电时间段来计算预测放电量S1，以预测负荷处于(P2-Pe,P2)功率区间所对应的时间段为充电时间段来计算预测充电量S2；
如果S1＞C，则令P1＝P1+kΔP，重新计算S1并与C进行比对，如果S1＞C则令k＝k+1并代入P1＝P1+kΔP，以此类推，直到S1≤C时停止迭代；确定停止迭代时预测负荷处于(P1,Pmax)功率区间所对应的时间段为电池储能系统放电时间段，电池储能系统放电功率为Pb,t＝Pl,t-P1；Pl,t为离散化的预测负荷；
如果S1≤C，则令P1＝P1-kΔP，Y1＝P1+Pe，重新计算S1并与C进行比对，如果S1＜C则令k＝k+1并代入P1＝P1-kΔP，Y1＝P1+Pe，以此类推，直到S1≥C时停止迭代；确定停止迭代时预测负荷处于(P1,Pmax)功率区间所对应的时间段为电池储能系统放电时间段，在预测负荷处于(P1,Y1)功率区间所对应的时间段内放电功率为Pb,t＝Pl,t-P1，在预测负荷处于(Y1,Pmax)功率区间所对应的时间段内保持恒定放电功率Pe；
如果S2＞C，则令P2＝P2-kΔP，重新计算S2并与C进行比对，如果S2＞C则令k＝k+1并代入P2＝P2-kΔP，以此类推，直到S2≤C时停止迭代；确定停止迭代时预测负荷处于(Pmin,P2)功率区间所对应的时间段为电池储能系统充电时间段，电池储能系统充电功率为Pb,t＝P2-Pl,t；
如果S2≤C，则令P2＝P2+kΔP，Y2＝P2-Pe，重新计算S2并与C进行比对，如果S2＜C则令k＝k+1并代入P2＝P2+kΔP，Y2＝P2-Pe，以此类推，直到S2≥C时停止迭代；确定停止迭代时预测负荷处于(Pmin,P2)功率区间所对应的时间段为电池储能系统充电时间段，在预测负荷处于(Y2,P2)功率区间所对应的时间段内充电功率为Pb,t＝P2-Pl,t，在预测负荷处于(Pmin,Y2)功率区间所对应的时间段内保持恒定充电功率Pe。
在上述实施例的基础上，优选的，如果功率线P1、P2与预测负荷曲线分别存在2个交点，则：
计算预测放电量S1与预测充电量S2：
式中，Pl为连续的预测负荷；Pl,t为离散化的预测负荷；t为时刻；t1,t2为P2与预测负荷曲线的交点对应的时刻，t3,t4为P1与预测负荷曲线的交点对应的时刻；m,n为t1,t2时刻对应的离散负荷编号，m,n为正整数；i,j为t3,t4时刻对应的离散负荷编号，i,j为正整数；Δt为功率采样的时间间隔；
如果S1＞C，则令P1＝P1+kΔP，重新计算S1并与C进行比对，如果S1＞C则令k＝k+1并代入P1＝P1+kΔP，以此类推，直到S1≤C时停止迭代；确定停止迭代时对应的(t3,t4)为电池储能系统放电时间段，电池储能系统放电功率为Pb,t＝Pl,t-P1；
如果S1≤C，则令P1＝P1-kΔP，Y1＝P1+Pe，此时重新计算S1：
式中，为Y1与预测负荷曲线的交点对应的时刻；i′,j′为时刻对应的离散负荷编号，i′,j′为正整数；
将S1与C进行比对，如果S1＜C则令k＝k+1并代入P1＝P1-kΔP，Y1＝P1+Pe，以此类推，直到S1≥C时停止迭代；确定停止迭代时对应的(t3,t4)为电池储能系统放电时间段，在与时间段内放电功率为Pb,t＝Pl,t-P1，在时间段内保持恒定放电功率Pe；
如果S2＞C，则令P2＝P2-kΔP，重新计算S2并与C进行比对，如果S2＞C则令k＝k+1并代入P2＝P2-kΔP，以此类推，直到S2≤C时停止迭代；确定停止迭代时对应的(t1,t2)为电池储能系统充电时间段，电池储能系统充电功率为Pb,t＝P2-Pl,t；
如果S2≤C，则令P2＝P2+kΔP，Y2＝P2-Pe，此时重新计算S2：
式中，为Y2与预测负荷曲线的交点对应的时刻；m′,n′为时刻对应的离散负荷编号，m′,n′为正整数；
将S2与C进行比对，如果S2＜C则令k＝k+1并代入P2＝P2+kΔP，Y2＝P2-Pe，以此类推，直到S2≥C时停止迭代；确定停止迭代时对应的(t1,t2)为电池储能系统充电时间段，在与时间段内充电功率为Pbt＝P2-Plt，在时间段内保持恒定充电功率Pe。
或者，优选的，还包括衡量模块，用于：
对于充电时间段及功率、放电时间段及功率，采用负荷标准差指标f与谷峰系数α对削峰填谷效果进行衡量：
式中，Pa为预测负荷的平均值，T为调度时间段的数量。
在上述实施例的基础上，优选的，还包括优化模块，用于：
根据衡量结果，对充电时间段及功率、放电时间段及功率进行优化。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明公开了电池储能参与电网削峰填谷调度的方法及装置，利用电网的预测负荷数据绘制预测负荷曲线，统计日负荷的谷峰值，输入电池储能系统容量C、额定充放电功率Pe，设置功率调节步长ΔP，令常数k＝0，在此基础上采用迭代法确定充电时间段及功率、放电时间段及功率，再由此控制电池储能系统参与电网削峰填谷调度。本发明充分考虑电池储能系统实际约束，并能实用方便的规划电池储能系统充放电时间段及其功率，进行削峰填谷时，可有效减小负荷谷峰差，指标性良好，算法简单、实用、可行，计算量小、计算时间相对较少，不需要预先设定初始值且算法能够处理含有不连续约束的情况。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1示出了本发明实施例提供的一种电池储能参与电网削峰填谷调度的方法的流程示意图；
图2a示出了本发明实施例提供的功率线与预测负荷曲线存在多交点的示意图；
图2b示出了本发明实施例提供的功率线与预测负荷曲线存在2个交点且S1＞C的示意图；
图2c示出了本发明实施例提供的功率线与预测负荷曲线存在2个交点且S1≤C的示意图；
图3a示出了本发明实施例提供的某地区日负荷示意图；
图3b示出了本发明实施例提供的削峰填谷前后对比图；
图3c示出了本发明实施例提供的电池储能系统充放电功率；
图3d示出了本发明实施例提供的电池储能系统荷电状态示意图；
图4示出了本发明实施例提供的一种电池储能参与电网削峰填谷调度的装置的结构示意图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
具体实施例一
如图1所示，本发明实施例提供了一种电池储能参与电网削峰填谷调度的方法，包括：
导入步骤：
导入电网的预测负荷数据；
统计步骤：
根据预测负荷数据绘制预测负荷曲线，统计日负荷的谷值Pmin、峰值Pmax；
设置步骤：
输入电池储能系统容量C、额定充放电功率Pe；
设置功率调节步长ΔP，令常数k＝0；
迭代步骤：
根据Pmin、Pmax、C、Pe、ΔP、k，采用迭代法确定充电时间段及功率、放电时间段及功率；
控制步骤：
根据充电时间段及功率、放电时间段及功率，控制电池储能系统参与电网削峰填谷调度。
本发明实施例利用电网的预测负荷数据绘制预测负荷曲线，统计日负荷的谷峰值，输入电池储能系统容量C、额定充放电功率Pe，设置功率调节步长ΔP，令常数k＝0，在此基础上采用迭代法确定充电时间段及功率、放电时间段及功率，再由此控制电池储能系统参与电网削峰填谷调度。本发明实施例充分考虑电池储能系统实际约束，并能实用方便的规划电池储能系统充放电时间段及其功率，进行削峰填谷时，可有效减小负荷谷峰差，指标性良好，算法简单、实用、可行，计算量小、计算时间相对较少，不需要预先设定初始值且算法能够处理含有不连续约束的情况。
优选的，所述迭代步骤，可以具体为：
做功率线：P1＝Pmax-Pe，P2＝Pmin+Pe；P1为功率上阔值，P2为功率下阔值；
以预测负荷处于(P1,P1+Pe)功率区间所对应的时间段为放电时间段，结合预测负荷曲线、P1功率线来计算预测放电量S1，初始时S1的大小为放电时间段内预测负荷曲线、P1功率线所围成区域的面积；以预测负荷处于(P2-Pe,P2)功率区间所对应的时间段为充电时间段，结合预测负荷曲线、P2功率线来计算预测充电量S2，初始时S2的大小为充电时间段内预测负荷曲线、P2功率线所围成区域的面积；S1、S2的大小如图2a、图2b、图2c所示；图中，纵坐标P为预测负荷；
如果S1＞C，则令P1＝P1+kΔP，重新计算S1并与C进行比对，如果S1＞C则令k＝k+1并代入P1＝P1+kΔP，以此类推，直到S1≤C时停止迭代；确定停止迭代时预测负荷处于(P1,Pmax)功率区间所对应的时间段为电池储能系统放电时间段，电池储能系统放电功率为Pb,t＝Pl,t-P1；Pl,t为离散化的预测负荷；
如果S1≤C，则令P1＝P1-kΔP，Y1＝P1+Pe，重新计算S1并与C进行比对，如果S1＜C则令k＝k+1并代入P1＝P1-kΔP，Y1＝P1+Pe，以此类推，直到S1≥C时停止迭代；确定停止迭代时预测负荷处于(P1,Pmax)功率区间所对应的时间段为电池储能系统放电时间段，在预测负荷处于(P1,Y1)功率区间所对应的时间段内放电功率为Pb,t＝Pl,t-P1，在预测负荷处于(Y1,Pmax)功率区间所对应的时间段内保持恒定放电功率Pe；
如果S2＞C，则令P2＝P2-kΔP，重新计算S2并与C进行比对，如果S2＞C则令k＝k+1并代入P2＝P2-kΔP，以此类推，直到S2≤C时停止迭代；确定停止迭代时预测负荷处于(Pmin,P2)功率区间所对应的时间段为电池储能系统充电时间段，电池储能系统充电功率为Pb,t＝P2-Pl,t；
如果S2≤C，则令P2＝P2+kΔP，Y2＝P2-Pe，重新计算S2并与C进行比对，如果S2＜C则令k＝k+1并代入P2＝P2+kΔP，Y2＝P2-Pe，以此类推，直到S2≥C时停止迭代；确定停止迭代时预测负荷处于(Pmin,P2)功率区间所对应的时间段为电池储能系统充电时间段，在预测负荷处于(Y2,P2)功率区间所对应的时间段内充电功率为Pb,t＝P2-Pl,t，在预测负荷处于(Pmin,Y2)功率区间所对应的时间段内保持恒定充电功率Pe。
这样做的好处是，无论功率线与预测负荷曲线交点数量的多少，都能够方便地计算预测放电量和预测充电量，从而通过迭代法计算出相应的充放电时间段及其功率。
优选的，如果功率线P1、P2与预测负荷曲线分别存在2个交点，则：
计算预测放电量S1与预测充电量S2：
式中，Pl为连续的预测负荷；Pl,t为离散化的预测负荷；t为时刻；t1,t2为P2与预测负荷曲线的交点对应的时刻，t3,t4为P1与预测负荷曲线的交点对应的时刻；m,n为t1,t2时刻对应的离散负荷编号，m,n为正整数；i,j为t3,t4时刻对应的离散负荷编号，i,j为正整数；Δt为功率采样的时间间隔；
如图2b所示，如果S1＞C，则令P1＝P1+kΔP，重新计算S1并与C进行比对，如果S1＞C则令k＝k+1并代入P1＝P1+kΔP，以此类推，直到S1≤C时停止迭代；确定停止迭代时对应的(t3,t4)为电池储能系统放电时间段，电池储能系统放电功率为Pb,t＝Pl,t-P1；
如图2c所示，如果S1≤C，则令P1＝P1-kΔP，Y1＝P1+Pe，此时重新计算S1：
式中，为Y1与预测负荷曲线的交点对应的时刻；i′,j′为时刻对应的离散负荷编号，i′,j′为正整数；
将S1与C进行比对，如果S1＜C则令k＝k+1并代入P1＝P1-kΔP，Y1＝P1+Pe，以此类推，直到S1≥C时停止迭代；确定停止迭代时对应的(t3,t4)为电池储能系统放电时间段，在与时间段内放电功率为Pb,t＝Pl,t-P1，在时间段内保持恒定放电功率Pe；
如图2b所示，如果S2＞C，则令P2＝P2-kΔP，重新计算S2并与C进行比对，如果S2＞C则令k＝k+1并代入P2＝P2-kΔP，以此类推，直到S2≤C时停止迭代；确定停止迭代时对应的(t1,t2)为电池储能系统充电时间段，电池储能系统充电功率为Pb,t＝P2-Pl,t；
如果S2≤C，则令P2＝P2+kΔP，Y2＝P2-Pe，此时重新计算S2：
式中，为Y2与预测负荷曲线的交点对应的时刻；m′,n′为时刻对应的离散负荷编号，m′,n′为正整数；
将S2与C进行比对，如果S2＜C则令k＝k+1并代入P2＝P2+kΔP，Y2＝P2-Pe，以此类推，直到S2≥C时停止迭代；确定停止迭代时对应的(t1,t2)为电池储能系统充电时间段，在与时间段内充电功率为Pb,t＝P2-Pl,t，在时间段内保持恒定充电功率Pe。
这样做的好处是，给出了几种常见情况下，迭代法的具体应用方式。
本发明实施例通过上述迭代方法，确定功率上下阔值P1,P2，当实际负荷大于上阔值P1时电池储能系统放电，功率差超出电池储能系统额定功率时，电池储能系统将以额定功率Pe恒功率放电；当实际功率负荷小于下阔值P2时电池储能系统充电，功率差超出电池储能系统额定功率时，电池储能系统将以功率-Pe恒功率充电，此方法对于实际负荷与预测负荷谷峰出现时间存在偏差具有实时控制性。
优选的，本发明实施例还可以包括衡量步骤：对于充电时间段及功率、放电时间段及功率，采用负荷标准差指标f与谷峰系数α对削峰填谷效果进行衡量：
式中，Pa为预测负荷的平均值，T为调度时间段的数量。
这样做的好处是，负荷标准差指标f越小，负荷波动越小；谷峰系数α越大，负荷波动越小。
优选的，本发明实施例还可以包括优化步骤：根据衡量结果，对充电时间段及功率、放电时间段及功率进行优化。这样做的好处是，根据实际应用中的情况对理论计算出来的结果进行优化，使本发明实施例中的方法更具备实用性。
本发明实施例的一个应用场景可以是：
某地区日负荷如图3a所示，电池储能系统具体参数设置如下所示：
Pe＝1MW，C＝6MWh，充放电系数ξ＝0.8；荷电状态最小值和最大值分别为SOCmin＝0，SOCmax＝0.9。
削峰填谷前后对比图如图3b所示，电池储能系统充放电功率如图3c所示，电池储能系统荷电状态如图3d所示。
引入负荷标准差指标f与谷峰系数α对算法削峰填谷效果进行衡量：
计算得到未进行削峰填谷的负荷标准差f＝2592.4，谷峰系数α＝0.4135；削峰填谷后负荷标准差f＝2081.2，谷峰系数α＝0.5122。由此可以得出，采用本发明实施例提出的实用算法进行削峰填谷，可有效减小负荷谷峰差，指标性良好，算法简便可行。
在上述的具体实施例一中，提供了电池储能参与电网削峰填谷调度的方法，与之相对应的，本申请还提供电池储能参与电网削峰填谷调度的装置。由于装置实施例基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。下述描述的装置实施例仅仅是示意性的。
具体实施例二
如图4所示，本发明实施例提供了一种电池储能参与电网削峰填谷调度的装置，包括：
导入模块201，用于：
导入电网的预测负荷数据；
统计模块202，用于：
根据预测负荷数据绘制预测负荷曲线，统计日负荷的谷值Pmin、峰值Pmax；
设置模块203，用于：
输入电池储能系统容量C、额定充放电功率Pe；
设置功率调节步长ΔP，令常数k＝0；
迭代模块204，用于：
根据Pmin、Pmax、C、Pe、ΔP、k，采用迭代法确定充电时间段及功率、放电时间段及功率；
控制模块205，用于：
根据充电时间段及功率、放电时间段及功率，控制电池储能系统参与电网削峰填谷调度。
本发明实施例利用电网的预测负荷数据绘制预测负荷曲线，统计日负荷的谷峰值，输入电池储能系统容量C、额定充放电功率Pe，设置功率调节步长ΔP，令常数k＝0，在此基础上采用迭代法确定充电时间段及功率、放电时间段及功率，再由此控制电池储能系统参与电网削峰填谷调度。本发明实施例充分考虑电池储能系统实际约束，并能实用方便的规划电池储能系统充放电时间段及其功率，进行削峰填谷时，可有效减小负荷谷峰差，指标性良好，算法简单、实用、可行，计算量小、计算时间相对较少，不需要预先设定初始值且算法能够处理含有不连续约束的情况。
优选的，所述迭代模块204可以用于：
做功率线：P1＝Pmax-Pe，P2＝Pmin+Pe；P1为功率上阔值，P2为功率下阔值；
以预测负荷处于(P1,Pmax)功率区间所对应的时间段为放电时间段来计算预测放电量S1，以预测负荷处于(Pmin,P2)功率区间所对应的时间段为充电时间段来计算预测充电量S2；
如果S1＞C，则令P1＝P1+kΔP，重新计算S1并与C进行比对，如果S1＞C则令k＝k+1并代入P1＝P1+kΔP，以此类推，直到S1≤C时停止迭代；确定停止迭代时预测负荷处于(P1,Pmax)功率区间所对应的时间段为电池储能系统放电时间段，电池储能系统放电功率为Pb,t＝Pl,t-P1；Pl,t为离散化的预测负荷；
如果S1≤C，则令P1＝P1-kΔP，Y1＝P1+Pe，重新计算S1并与C进行比对，如果S1＜C则令k＝k+1并代入P1＝P1-kΔP，Y1＝P1+Pe，以此类推，直到S1≥C时停止迭代；确定停止迭代时预测负荷处于(P1,Pmax)功率区间所对应的时间段为电池储能系统放电时间段，在预测负荷处于(P1,Y1)功率区间所对应的时间段内放电功率为Pb,t＝Pl,t-P1，在预测负荷处于(Y1,Pmax)功率区间所对应的时间段内保持恒定放电功率Pe；
如果S2＞C，则令P2＝P2-kΔP，重新计算S2并与C进行比对，如果S2＞C则令k＝k+1并代入P2＝P2-kΔP，以此类推，直到S2≤C时停止迭代；确定停止迭代时预测负荷处于(Pmin,P2)功率区间所对应的时间段为电池储能系统充电时间段，电池储能系统充电功率为Pb,t＝P2-Pl,t；
如果S2≤C，则令P2＝P2+kΔP，Y2＝P2-Pe，重新计算S2并与C进行比对，如果S2＜C则令k＝k+1并代入P2＝P2+kΔP，Y2＝P2-Pe，以此类推，直到S2≥C时停止迭代；确定停止迭代时预测负荷处于(Pmin,P2)功率区间所对应的时间段为电池储能系统充电时间段，在预测负荷处于(Y2,P2)功率区间所对应的时间段内充电功率为Pb,t＝P2-Pl,t，在预测负荷处于(Pmin,Y2)功率区间所对应的时间段内保持恒定充电功率Pe。
优选的，如果功率线P1、P2与预测负荷曲线分别存在2个交点，则：
计算预测放电量S1与预测充电量S2：
式中，Pl为连续的预测负荷；Pl,t为离散化的预测负荷；t为时刻；t1,t2为P2与预测负荷曲线的交点对应的时刻，t3,t4为P1与预测负荷曲线的交点对应的时刻；m,n为t1,t2时刻对应的离散负荷编号，m,n为正整数；i,j为t3,t4时刻对应的离散负荷编号，i,j为正整数；Δt为功率采样的时间间隔；
如果S1＞C，则令P1＝P1+kΔP，重新计算S1并与C进行比对，如果S1＞C则令k＝k+1并代入P1＝P1+kΔP，以此类推，直到S1≤C时停止迭代；确定停止迭代时对应的(t3,t4)为电池储能系统放电时间段，电池储能系统放电功率为Pb,t＝Pl,t-P1；
如果S1≤C，则令P1＝P1-kΔP，Y1＝P1+Pe，此时重新计算S1：
式中，为Y1与预测负荷曲线的交点对应的时刻；i′,j′为时刻对应的离散负荷编号，i′,j′为正整数；
将S1与C进行比对，如果S1＜C则令k＝k+1并代入P1＝P1-kΔP，Y1＝P1+Pe，以此类推，直到S1≥C时停止迭代；确定停止迭代时对应的(t3,t4)为电池储能系统放电时间段，在与时间段内放电功率为Pb,t＝Pl,t-P1，在时间段内保持恒定放电功率Pe；
如果S2＞C，则令P2＝P2-kΔP，重新计算S2并与C进行比对，如果S2＞C则令k＝k+1并代入P2＝P2-kΔP，以此类推，直到S2≤C时停止迭代；确定停止迭代时对应的(t1,t2)为电池储能系统充电时间段，电池储能系统充电功率为Pb,t＝P2-Pl,t；
如果S2≤C，则令P2＝P2+kΔP，Y2＝P2-Pe，此时重新计算S2：
式中，为Y2与预测负荷曲线的交点对应的时刻；m′,n′为时刻对应的离散负荷编号，m′,n′为正整数；
将S2与C进行比对，如果S2＜C则令k＝k+1并代入P2＝P2+kΔP，Y2＝P2-Pe，以此类推，直到S2≥C时停止迭代；确定停止迭代时对应的(t1,t2)为电池储能系统充电时间段，在与时间段内充电功率为Pb,t＝P2-Pl,t，在时间段内保持恒定充电功率Pe。
优选的，本发明实施例还可以包括衡量模块，用于：
对于充电时间段及功率、放电时间段及功率，采用负荷标准差指标f与谷峰系数α对削峰填谷效果进行衡量：
式中，Pa为预测负荷的平均值，T为调度时间段的数量。
优选的，本发明实施例还可以包括优化模块，用于：
根据衡量结果，对充电时间段及功率、放电时间段及功率进行优化。
本发明从使用目的上，效能上，进步及新颖性等观点进行阐述，其具有的实用进步性，己符合专利法所强调的功能增进及使用要件，本发明以上的说明及附图，仅为本发明的较佳实施例而己，并非以此局限本发明，因此，凡一切与本发明构造，装置，待征等近似、雷同的，即凡依本发明专利申请范围所作的等同替换或修饰等，皆应属本发明的专利申请保护的范围之内。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。尽管本发明已进行了一定程度的描述，明显地，在不脱离本发明的精神和范围的条件下，可进行各个条件的适当变化。可以理解，本发明不限于所述实施方案，而归于权利要求的范围，其包括所述每个因素的等同替换。对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池储能参与电网削峰填谷调度的方法，其特征在于，包括：
导入步骤：
导入电网的预测负荷数据；
统计步骤：
根据预测负荷数据绘制预测负荷曲线，统计日负荷的谷值Pmin、峰值Pmax；
设置步骤：
输入电池储能系统容量C、额定充放电功率Pe；
设置功率调节步长ΔP，令常数k＝0；
迭代步骤：
根据Pmin、Pmax、C、Pe、ΔP、k，采用迭代法确定充电时间段及功率、放电时间段及功率；
控制步骤：
根据充电时间段及功率、放电时间段及功率，控制电池储能系统参与电网削峰填谷调度。
2.根据权利要求1所述的电池储能参与电网削峰填谷调度的方法，其特征在于，所述迭代步骤，具体为：
做功率线：P1＝Pmax-Pe，P2＝Pmin+Pe；P1为功率上阔值，P2为功率下阔值；
以预测负荷处于(P1,P1+Pe)功率区间所对应的时间段为放电时间段来计算预测放电量S1，以预测负荷处于(P2-Pe,P2)功率区间所对应的时间段为充电时间段来计算预测充电量S2；
如果S1＞C，则令P1＝P1+kΔP，重新计算S1并与C进行比对，如果S1＞C则令k＝k+1并代入P1＝P1+kΔP，以此类推，直到S1≤C时停止迭代；确定停止迭代时预测负荷处于(P1,Pmax)功率区间所对应的时间段为电池储能系统放电时间段，电池储能系统放电功率为Pb,t＝Pl,t-P1；Pl,t为离散化的预测负荷；
如果S1≤C，则令P1＝P1-kΔP，Y1＝P1+Pe，重新计算S1并与C进行比对，如果S1＜C则令k＝k+1并代入P1＝P1-kΔP，Y1＝P1+Pe，以此类推，直到S1≥C时停止迭代；确定停止迭代时预测负荷处于(P1,Pmax)功率区间所对应的时间段为电池储能系统放电时间段，在预测负荷处于(P1,Y1)功率区间所对应的时间段内放电功率为Pb,t＝Pl,t-P1，在预测负荷处于(Y1,Pmax)功率区间所对应的时间段内保持恒定放电功率Pe；
如果S2＞C，则令P2＝P2-kΔP，重新计算S2并与C进行比对，如果S2＞C则令k＝k+1并代入P2＝P2-kΔP，以此类推，直到S2≤C时停止迭代；确定停止迭代时预测负荷处于(Pmin,P2)功率区间所对应的时间段为电池储能系统充电时间段，电池储能系统充电功率为Pb,t＝P2-Pl,t；
如果S2≤C，则令P2＝P2+kΔP，Y2＝P2-Pe，重新计算S2并与C进行比对，如果S2＜C则令k＝k+1并代入P2＝P2+kΔP，Y2＝P2-Pe，以此类推，直到S2≥C时停止迭代；确定停止迭代时预测负荷处于(Pmin,P2)功率区间所对应的时间段为电池储能系统充电时间段，在预测负荷处于(Y2,P2)功率区间所对应的时间段内充电功率为Pb,t＝P2-Pl,t，在预测负荷处于(Pmin,Y2)功率区间所对应的时间段内保持恒定充电功率Pe。
3.根据权利要求2所述的电池储能参与电网削峰填谷调度的方法，其特征在于，如果功率线P1、P2与预测负荷曲线分别存在2个交点，则：
计算预测放电量S1与预测充电量S2：
式中，Pl为连续的预测负荷；Pl,t为离散化的预测负荷；t为时刻；t1,t2为P2与预测负荷曲线的交点对应的时刻，t3,t4为P1与预测负荷曲线的交点对应的时刻；m,n为t1,t2时刻对应的离散负荷编号，m,n为正整数；i,j为t3,t4时刻对应的离散负荷编号，i,j为正整数；Δt为功率采样的时间间隔；
如果S1＞C，则令P1＝P1+kΔP，重新计算S1并与C进行比对，如果S1＞C则令k＝k+1并代入P1＝P1+kΔP，以此类推，直到S1≤C时停止迭代；确定停止迭代时对应的(t3,t4)为电池储能系统放电时间段，电池储能系统放电功率为Pb,t＝Pl,t-P1；
如果S1≤C，则令P1＝P1-kΔP，Y1＝P1+Pe，此时重新计算S1：
式中，为Y1与预测负荷曲线的交点对应的时刻；i′,j′为时刻对应的离散负荷编号，i′,j′为正整数；
将S1与C进行比对，如果S1＜C则令k＝k+1并代入P1＝P1-kΔP，Y1＝P1+Pe，以此类推，直到S1≥C时停止迭代；确定停止迭代时对应的(t3,t4)为电池储能系统放电时间段，在与时间段内放电功率为Pb,t＝Pl,t-P1，在时间段内保持恒定放电功率Pe；
如果S2＞C，则令P2＝P2-kΔP，重新计算S2并与C进行比对，如果S2＞C则令k＝k+1并代入P2＝P2-kΔP，以此类推，直到S2≤C时停止迭代；确定停止迭代时对应的(t1,t2)为电池储能系统充电时间段，电池储能系统充电功率为Pb,t＝P2-Pl,t；
如果S2≤C，则令P2＝P2+kΔP，Y2＝P2-Pe，此时重新计算S2：
式中，为Y2与预测负荷曲线的交点对应的时刻；m′,n′为时刻对应的离散负荷编号，m′,n′为正整数；
将S2与C进行比对，如果S2＜C则令k＝k+1并代入P2＝P2+kΔP，Y2＝P2-Pe，以此类推，直到S2≥C时停止迭代；确定停止迭代时对应的(t1,t2)为电池储能系统充电时间段，在与时间段内充电功率为Pb,t＝P2-Pl,t，在时间段内保持恒定充电功率Pe。
4.根据权利要求2所述的电池储能参与电网削峰填谷调度的方法，其特征在于，还包括衡量步骤：
对于充电时间段及功率、放电时间段及功率，采用负荷标准差指标f与谷峰系数α对削峰填谷效果进行衡量：
式中，Pa为预测负荷的平均值，T为调度时间段的数量。
5.根据权利要求4所述的电池储能参与电网削峰填谷调度的方法，其特征在于，还包括优化步骤：
根据衡量结果，对充电时间段及功率、放电时间段及功率进行优化。
6.一种电池储能参与电网削峰填谷调度的装置，其特征在于，包括：
导入模块，用于：
导入电网的预测负荷数据；
统计模块，用于：
根据预测负荷数据绘制预测负荷曲线，统计日负荷的谷值Pmin、峰值Pmax；
设置模块，用于：
输入电池储能系统容量C、额定充放电功率Pe；
设置功率调节步长ΔP，令常数k＝0；
迭代模块，用于：
根据Pmin、Pmax、C、Pe、ΔP、k，采用迭代法确定充电时间段及功率、放电时间段及功率；
控制模块，用于：
根据充电时间段及功率、放电时间段及功率，控制电池储能系统参与电网削峰填谷调度。
7.根据权利要求6所述的电池储能参与电网削峰填谷调度的装置，其特征在于，所述迭代模块用于：
做功率线：P1＝Pmax-Pe，P2＝Pmin+Pe；P1为功率上阔值，P2为功率下阔值；
以预测负荷处于(P1,P1+Pe)功率区间所对应的时间段为放电时间段来计算预测放电量S1，以预测负荷处于(P2-Pe,P2)功率区间所对应的时间段为充电时间段来计算预测充电量S2；
如果S1＞C，则令P1＝P1+kΔP，重新计算S1并与C进行比对，如果S1＞C则令k＝k+1并代入P1＝P1+kΔP，以此类推，直到S1≤C时停止迭代；确定停止迭代时预测负荷处于(P1,Pmax)功率区间所对应的时间段为电池储能系统放电时间段，电池储能系统放电功率为Pb,t＝Pl,t-P1；Pl,t为离散化的预测负荷；
如果S1≤C，则令P1＝P1-kΔP，Y1＝P1+Pe，重新计算S1并与C进行比对，如果S1＜C则令k＝k+1并代入P1＝P1-kΔP，Y1＝P1+Pe，以此类推，直到S1≥C时停止迭代；确定停止迭代时预测负荷处于(P1,Pmax)功率区间所对应的时间段为电池储能系统放电时间段，在预测负荷处于(P1,Y1)功率区间所对应的时间段内放电功率为Pb,t＝Pl,t-P1，在预测负荷处于(Y1,Pmax)功率区间所对应的时间段内保持恒定放电功率Pe；
如果S2＞C，则令P2＝P2-kΔP，重新计算S2并与C进行比对，如果S2＞C则令k＝k+1并代入P2＝P2-kΔP，以此类推，直到S2≤C时停止迭代；确定停止迭代时预测负荷处于(Pmin,P2)功率区间所对应的时间段为电池储能系统充电时间段，电池储能系统充电功率为Pb,t＝P2-Pl,t；
如果S2≤C，则令P2＝P2+kΔP，Y2＝P2-Pe，重新计算S2并与C进行比对，如果S2＜C则令k＝k+1并代入P2＝P2+kΔP，Y2＝P2-Pe，以此类推，直到S2≥C时停止迭代；确定停止迭代时预测负荷处于(Pmin,P2)功率区间所对应的时间段为电池储能系统充电时间段，在预测负荷处于(Y2,P2)功率区间所对应的时间段内充电功率为Pb,t＝P2-Pl,t，在预测负荷处于(Pmin,Y2)功率区间所对应的时间段内保持恒定充电功率Pe。
8.根据权利要求7所述的电池储能参与电网削峰填谷调度的装置，其特征在于，如果功率线P1、P2与预测负荷曲线分别存在2个交点，则：
计算预测放电量S1与预测充电量S2：
式中，Pl为连续的预测负荷；Pl,t为离散化的预测负荷；t为时刻；t1,t2为P2与预测负荷曲线的交点对应的时刻，t3,t4为P1与预测负荷曲线的交点对应的时刻；m,n为t1,t2时刻对应的离散负荷编号，m,n为正整数；i,j为t3,t4时刻对应的离散负荷编号，i,j为正整数；Δt为功率采样的时间间隔；
如果S1＞C，则令P1＝P1+kΔP，重新计算S1并与C进行比对，如果S1＞C则令k＝k+1并代入P1＝P1+kΔP，以此类推，直到S1≤C时停止迭代；确定停止迭代时对应的(t3,t4)为电池储能系统放电时间段，电池储能系统放电功率为Pb,t＝Pl,t-P1；
如果S1≤C，则令P1＝P1-kΔP，Y1＝P1+Pe，此时重新计算S1：
式中，为Y1与预测负荷曲线的交点对应的时刻；i′,j′为时刻对应的离散负荷编号，i′,j′为正整数；
将S1与C进行比对，如果S1＜C则令k＝k+1并代入P1＝P1-kΔP，Y1＝P1+Pe，以此类推，直到S1≥C时停止迭代；确定停止迭代时对应的(t3,t4)为电池储能系统放电时间段，在与时间段内放电功率为Pb,t＝Pl,t-P1，在时间段内保持恒定放电功率Pe；
如果S2＞C，则令P2＝P2-kΔP，重新计算S2并与C进行比对，如果S2＞C则令k＝k+1并代入P2＝P2-kΔP，以此类推，直到S2≤C时停止迭代；确定停止迭代时对应的(t1,t2)为电池储能系统充电时间段，电池储能系统充电功率为Pb,t＝P2-Pl,t；
如果S2≤C，则令P2＝P2+kΔP，Y2＝P2-Pe，此时重新计算S2：
式中，为Y2与预测负荷曲线的交点对应的时刻；m′,n′为时刻对应的离散负荷编号，m′,n′为正整数；
将S2与C进行比对，如果S2＜C则令k＝k+1并代入P2＝P2+kΔP，Y2＝P2-Pe，以此类推，直到S2≥C时停止迭代；确定停止迭代时对应的(t1,t2)为电池储能系统充电时间段，在与时间段内充电功率为Pb,t＝P2-Pl,t，在时间段内保持恒定充电功率Pe。
9.根据权利要求7所述的电池储能参与电网削峰填谷调度的装置，其特征在于，还包括衡量模块，用于：
对于充电时间段及功率、放电时间段及功率，采用负荷标准差指标f与谷峰系数α对削峰填谷效果进行衡量：
式中，Pa为预测负荷的平均值，T为调度时间段的数量。
10.根据权利要求9所述的电池储能参与电网削峰填谷调度的装置，其特征在于，还包括优化模块，用于：
根据衡量结果，对充电时间段及功率、放电时间段及功率进行优化。
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