CN109830975B

CN109830975B - 储能电池多功能运行优化方法、系统和存储介质

Info

Publication number: CN109830975B
Application number: CN201910043523.7A
Authority: CN
Inventors: 郭莉; 朱寰; 乔颖; 刘国静; 鲁宗相; 张群; 高骞; 李琥; 高松; 杨俊义
Original assignee: State Grid Jiangsu Electric Power Design Consultation Co ltd; Tsinghua University; Economic and Technological Research Institute of State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
Current assignee: State Grid Jiangsu Electric Power Design Consultation Co ltd; Tsinghua University; Economic and Technological Research Institute of State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
Priority date: 2019-01-17
Filing date: 2019-01-17
Publication date: 2021-01-12
Anticipated expiration: 2039-01-17
Also published as: CN109830975A

Abstract

本申请涉及一种储能电池多功能运行优化方法、系统和存储介质。所述方法包括：利用预设的调频电池容量配置模型确定调频电池组的电池容量，利用预设的调频与峰谷套利净收益模型确定应急与套利电池组的电池容量，利用确定电池容量后的调频电池组进行调频，利用确定电池容量后的应急与套利电池组进行应急与峰谷套利操作，从而实现了储能电池的多功能运行的功能。

Description

储能电池多功能运行优化方法、系统和存储介质

技术领域

本申请涉及储能电网技术领域，特别是涉及一种储能电池多功能运行优化方法、系统和存储介质。

背景技术

在负荷侧环节的电储能，通过峰谷电价、调频市场等市场机制响应电网需求，为电网运行提供调峰、调频、需求响应等多种辅助服务，提升电力系统灵活性和安全性。但是，现有的分散布置在负荷侧的电储能其获利模式单一，在电网系统只能用一组储能电池来实现某一个功能，而无法实现储能电池的多功能运行。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够实现储能电池的多功能运行的储能电池多功能运行优化方法、系统和存储介质。

一种储能电池多功能运行优化方法，所述方法包括：

利用预设的调频电池容量配置模型确定调频电池组的电池容量；

利用预设的调频与峰谷套利净收益模型确定应急与套利电池组的电池容量；

利用确定电池容量后的调频电池组进行调频，利用确定电池容量后的应急与套利电池组进行应急与峰谷套利操作。

在其中一个实施例中，所述调频电池容量配置模型为：

E_max1·(k₂-k₁)≥β·P_max

其中，E_max1表示所述调频电池组的电池容量、k₂表示调频时的SOC上限值，k₁表示调频时的SOC下限值，β表示预设时段内所述调频电池组参与调频实际使用电量与上报功率之比，P_max表示功率控制设备的容量。

在其中一个实施例中，所述调频与峰谷套利净收益模型为：

其中，

表示调频与峰谷套利净收益，u表示峰谷套利和备用的电池容量E_max2与功率控制设备的容量P_max的比值，x表示应急与套利电池组的运行深度，λ_ex'表示一天k次充放电循环单次平均收益系数，k表示次数，T_d表示一年中运行的天数，C_m表示单位容量的维护成本，C_E表示电池的容量价格，r表示年利率，n和s表示设备寿命，z表示应急与套利电池组用作应急功能时的成本价值，，P_w表示储能配置的功率，P_max表示功率控制设备的容量，C_P表示单位容量价格，c_c表示调频容量价格，c_p表示调频里程价格，m表示平均里程，y₁表示谷时电价吸收电量来平衡调频时反复充放的电量损失的时间，π(t)_min表示充放电电价，c_op2表示储能参与调峰时将寿命周期成本折算到单次循环单位容量下的数值，β表示时段内所述调频电池组参与调频实际使用电量与上报功率之比，y₂表示上报调频容量进行调频的时间。

在其中一个实施例中，所述利用预设的调频与峰谷套利净收益模型确定应急与套利电池组的电池容量，包括：

根据所述调频与峰谷套利净收益模型，确定峰谷套利和备用的电池容量与功率控制设备的容量的比值；

根据所述比值和所述功率控制设备的容量，确定所述应急与套利电池组的电池容量。

在其中一个实施例中，所述利用确定电池容量后的调频电池组进行调频，利用确定电池容量后的应急与套利电池组进行应急与峰谷套利操作，包括：

根据所述调频与峰谷套利净收益模型，确定所述应急与套利电池组的运行深度；

根据所述应急与套利电池组的运行深度、储能充放电效率及所述峰谷套利和备用的电池容量与功率控制设备的容量的比值，确定所述应急与套利电池组的运行时间；

在所述应急与套利电池组的运行时间内，利用确定电池容量后的应急与套利电池组进行应急与峰谷套利操作；

在非所述应急与套利电池组的运行时间内，利用确定电池容量后的调频电池组进行调频。

一种储能电池多功能运行优化系统，所述系统包括：

第一容量确定模块，用于利用预设的调频电池容量配置模型确定调频电池组的电池容量；

第二容量确定模块，用于利用预设的调频与峰谷套利净收益模型确定应急与套利电池组的电池容量；

执行模块，用于利用确定电池容量后的调频电池组进行调频，利用确定电池容量后的应急与套利电池组进行应急与峰谷套利操作。

一种计算机设备，包括存储器及处理器，所述存储器上存储有可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

上述储能电池多功能运行优化方法、系统、计算机设备和存储介质，利用预设的调频电池容量配置模型确定调频电池组的电池容量，利用预设的调频与峰谷套利净收益模型确定应急与套利电池组的电池容量，利用确定电池容量后的调频电池组进行调频，利用确定电池容量后的应急与套利电池组进行应急与峰谷套利操作，从而实现了储能电池的多功能运行的功能。

附图说明

图1为一个实施例中储能电池多功能运行优化方法的应用环境图；

图2为一个实施例中储能电池多功能运行优化方法的流程示意图；

图3为一个实施例中S202的细化步骤的流程示意图；

图4为一个实施例中S203的细化步骤的流程示意图；

图5为一个实施例中储能电池多功能运行优化系统的结构框图；

图6为一个实施例中计算机设备的内部结构图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请提供的储能电池多功能运行优化方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，电网系统10通过网络20与服务器30进行通信。可选的，该服务器30包含至少一个处理器与存储器。可选地，该处理器可以为CPU(Central Processing Unit，中央处理器)，IPU(Intelligence Processing Unit，智能处理器)等等。可选地，该处理器为多核处理器，例如多核GPU。其中，服务器30内的存储器内存储有预设的调频电池容量配置模型、预设的调频与峰谷套利净收益模型和模型所需要的参数，处理器调用并运行存储器内的模型，对模型所需要的参数和电网系统10中运行的数据进行分析计算，从而确定确定调频电池组的电池容量和应急与套利电池组的电池容量，之后，电网系统利用确定电池容量后的调频电池组进行调频，利用确定电池容量后的应急与套利电池组进行应急与峰谷套利操作。

在一个实施例中，如图2所示，提供了一种储能电池多功能运行优化方法，以该方法应用于图1为例进行说明，包括以下步骤：

S201，利用预设的调频电池容量配置模型确定调频电池组的电池容量；

S202，利用预设的调频与峰谷套利净收益模型确定应急与套利电池组的电池容量；

在本发明实施例中，电网系统10需要预先设置两电池组，分别为调频电池组和应急与套利电池组，其中，利用预设的调频电池容量配置模型预先计算出调频电池组的容量，利用预设的调频与峰谷套利净收益模型预先计算出应急与套利电池组的电池容量，然后按照计算好的调频电池组的电池容量配置相应的调频电池组，按照计算好的应急与套利电池组的电池容量配置相应的应急与套利电池组。

S203，利用确定电池容量后的调频电池组进行调频，利用确定电池容量后的应急与套利电池组进行应急与峰谷套利操作。

在本发明实施例中，利用确定电池容量的且配置好的调频电池组进行调频，利用确定电池容量的且配置好的应急与套利电池组进行应急与峰谷套利操作。

其中，调频、应急与峰谷套利为现有技术，此处不做具体解释。

上述储能电池多功能运行优化方法、系统、计算机设备和存储介质，利用预设的调频电池容量配置模型确定调频电池组的电池容量，利用预设的调频与峰谷套利净收益模型确定应急与套利电池组的电池容量，利用确定电池容量后的调频电池组进行调频，利用确定电池容量后的应急与套利电池组进行应急与峰谷套利操作，其中，通过两组容量不同的电池组(调频电池组和应急与套利电池组)在不同时段共用功率设备分别进行调频和分时电价套利，通过电池最优深度外的留存电量进行应急备用，提高功率设备和储能电池的利用率，以多种方式综合获利来提高整体收益，实现了储能电池的多功能运行的功能。

可选的，所述调频电池容量配置模型为：

E_max1·(k₂-k₁)≥β·P_max

在本发明实施例中，建立一个混合整数规划模型，可以求解出各个时刻的上报调频容量，通过调整电池容量即容量约束条件边界值可以得到不同容量比例下的该行为最优获利特征和影响因素。

其中，目标函数为：maxF＝f₁+f₂-f₃

目标函数包括两部分收益，电价费用和调频市场收益，其中f₁为电价差收益，f₂为调频市场参与的收益，f₃为储能的投资成本折算到运行时段。

其中，π(t)表示时段t的电价，P_bd(t)、P_bc(t)分别为时段t的放电功率和充电功率，ΔT表示单位时间间隔，T为预先设置的常数。

其中，W_r(t)＝(c_c(t)+c_p(t)·m)·P_br(t)，c_c(t)为时段t的调频容量价格，c_p(t)为时段t的调频里程价格，m为平均里程，P_br(t)为时段t的调频上报容量。

其中，W_c1(t)＝c_op1·(P_bd(t)·ΔT+P_bc(t)·ΔT)

W_c2(t)＝c_op2·2β·P_br(t)

其中，W_c1(t)、W_c2(t)表示电池在参与调峰、调频下的成本折算，c_op1、c_op2表示储能参与调峰时将寿命周期成本折算到单次循环单位容量下的数值，E_max为储能配置的电池容量，C_E表示电池的容量价格，N₁、N₂表示调峰功能下对应充放电深度DOD₁、调频行为DOD₂的储能寿命次数，

为利率系数，表征初始投资在转化为单次循环成本时的利息在时间效应上的影响，W_c3(t)表示换流器、功率控制系统等与功率配置容量相关的成本，其寿命为s年，本申请中按照使用寿命折算，与运行不耦合简化处理，r为年利率，C_P为单位容量价格。

其中，在利用储能进行调频时，设储能系统上报了调频功率容量为P_br，在实际运行的过程中，储能并不是一直以最大功率进行充电或放电，假设在时段t的时间内充电或放电累计使用了βP_br的电量，从而可以用β表示时段内储能参与调频实际使用电量与上报功率之比，则时段内储能频繁动作的电量变化等效为一次电量为βP_br全循环来计算。

其中，

为利率系数，用来表征初始投资折算到寿命各年的成本在考虑利息因素和不考虑利息因素时的比值，在考虑利息因素时，采用复利计算。设初始投资为A，年折算值为M，则有

进一步的有

不考虑利息，简单计算的年值为

比值定义为利率系数即为

实际中，对于利率系数，为了模型求解算法复杂度的降低，通常采用常数处理，即对于调频方法来说，对应充放电深度为β·P_max/E_max下，循环次数按照平均每天一半时间循环计算年限，从而得到利率系数，约为1。调峰的利率系数的计算则是固定充放电深度即最大最小SOC区间长度下循环次数每天1次和2次循环的使用年限平均，得到利率系数。

其中，储能充放电功率约束为：

0≤P_bd(t)≤u_bd(t)·P_max

0≤P_bc(t)≤u_bc(t)·P_max

u_bd(t)+u_bc(t)≤1

u_bd(t),u_bc(t)∈{0,1}

其中，P_bd(t)、P_bc(t)表示时段t的储能放电功率、充电功率数值，均为正，u_bd(t)、u_bc(t)为储能工作在放电、充电的状态变量，P_max表示储能充放的最大功率，此处认为储能充放电最大功率一样。

其中，调频上报容量约束为：

0≤P_bd(t)+P_br(t)≤P_max

0≤P_bc(t)+P_br(t)≤P_max

0≤P_br(t)≤P_max

其中，P_br(t)表示时段t的上报调频容量。

其中，电量约束为：

k₁·E_max≤E_b(t)≤k₂·E_max

其中，E_b(t)表示储能时段t的电量，η_d表示放电效率，η_c表示储能充电效率，其中k₁、k₂分别表示SOC下限和上限比例。

其中，由

可以看到，当P_bd(t)一直取值为0时，储能将不进行分时电价的放电，仅通过P_bc(t)在少量的时刻进行充电补充进行频率调节时的损耗，即

调频行为频繁充放电需求电量小，可认为电池电量约束很容易满足。

其中，成本W_c2化简为：

从简化后的W_c2可以看到，成本W_c2近似的与E_max成正比，其收益W_r(t)与P_br(t)成正比，近似为与P_max正比。调频行为下对电池容量的要求并不高，因而电池储能在调频时的电池容量在允许的情况下，电池容量E_max越小，功率P_max越大，成本越低，收益越高。单位功率下，即电池容量与功率比值越小，单位功率收益越高。通过上述分析，得到调频电池容量配置模型E_max1·(k₂-k₁)≥β·P_max。

可选的，所述调频与峰谷套利净收益模型为：

其中，

其中，储能一次以深度为DOD_x(后文简写为x)的低充高放，充电电价为π₁，放电电价为π₂，额定容量为E_max，则单次循环的电价收益为：

简写为：π₀＝x·E_max·λ_ex，其中，

其中，上式中，η_d、η_c分别为储能放电效率、充电效率。在电池配置已有的情况下，可以认为λ_ex为常数，由充放电电价和储能效率决定，此处称为收益系数，于是单次循环收益正比于x·E_max。接下来计算寿命周期内每一年的收益与成本折算：I₀＝x·E_max·λ_ex'·k·T_d，T_d表示一年中运行的天数，

λ_ex'表示一天k次充放电循环单次平均收益系数，N_ctf(x)表示该放电深度下的循环寿命次数。

储能的初始投资成本和运行维护成本均折算到每年，假设维护成本每年保持不变，C_m表示单位容量的维护成本，得到成本的表达式为：

C₂＝E_max·C_m

其中，s表示换流器等功率相关设备的寿命，本申请取典型值固定年数，整体效益为：F＝I₀-C₁-C₂

其中，设储能的电池容量E_max与功率P_max之比为u，则将x、u作为变量，设置g(x,u)函数，作为单位功率净收益，后续收益比较均采用单位功率下收益，其中：

F＝g(x,u)·P_max

u·x·η_dis≤T_max

x≤x_max

此处的T_max设置为峰值电价持续时间，x_max为储能最大充放电深度，将g(x,u)展开，有：

对x求偏导取0和可以发现，x的偏导取值为0时与u无关，意味着在满足F＝g(x,u)·P_max和u·x·η_dis≤T_max时在不同的u的取值下，储能的最优充放电深度是相同的。

其中，求取g(x,u)最大值，若x即充放电深度的最优取值不是最大充放电深度，意味着分时电价套利下存在盈余的容量，也就是说，可以将盈余电量作为应急备用资源。

在本发明实施例中，设某重要用户需要的备用电源为持续w小时的P_w，将储能配置的功率设置为P_w，设配置备用电源每年减少的单位功率损失为z元。若只配置用来应急规模的储能，电池使用寿命消耗的程度比每天调峰使用低，寿命看作与变流器等功率相关设备寿命一样长，则有单位功率净收益为：

重要用户在配置应急电源时，必然满足下式，否则不会配置应急电源。

g₂≥0，g₂等于0时，此时的z表示的是电池作为应急电源的成本价值。

在本发明实施例中，分时电价功能与应急电源功能综合获益条件如下，在应急功能与分时电价套利功能综合时，新的单位功率净收益g₁(x,u)为：

(x_max-x)·u≥w

其中，备用电源与分时电价套利功能采用一套电池组进行，在进行分时电价套利时总是留意一定的余量保证应急供电。利用储能每日充放电深度下闲置额度来各自独立功能获益高需要满足：存在x_m、u_m使得g₁(x_m,u_m)-g₂>0和g₁(x_m,u_m)-max{g(x,u)}>0同时成立。其中，g₁(x_m,u_m)-g₂>0中z会相减消掉，整体化为x_m、u_m的不等式组，问题转化为满足下述5个式子的时候有解，5个式子如下所示：

F＝g(x,u)·P_max

x≤x_max

(x_max-x)·u≥w

g₁(x_m,u_m)-g₂>0

g₁(x_m,u_m)-max{g(x,u)}>0

在本发明实施例中，参与市场调频与应急功能综合获益条件如下，参与市场调频需额外配置调频容量的小容量电池组进行调频，共用应急功能的功率设备。综合运行模式下应急功能的净收益不变，但是调频净收益在这种模式下减少了功率设备的成本，即将上述公式

修正为：

利用上述储能充放电功率约束、调频上报容量约束、电量约束等求解出新的调频最优单位净收益为F'，整体单位功率净收益为g₂+F'。对于调频功能来说，因为减少功率设备成本，必有F'大于原来的F，则g₂+F'比F大，因而综合运行模式单位功率净收益大于单一功能模式单位功率净收益只需满足g₂+F'>g₂，即满足F'取值为正时，参与市场调频功能与应急备用功能可以通过共用设备提高净收益。

其中，根据

求解含约束二元函数最值来得到最优运行深度x和时间u。对于功率P_max来说，首先得满足不小于P_w，即P_w≤P_max，(x_m-x)·u·P_max≥w·P_w，但是对于应急来说其价值，超过需要的功率，其带来的应急效益并不提升，则整体效益g₁(x,u)更新为g₁'(x,u)：

其中，在进行峰谷套利时间外切换到调频电池组参与市场调频获利，紧急时切换到峰谷套利电池组利用最优深度之外留存的电量进行应急。设储能配置的功率设备容量为P_max，用来调频配置的电池容量为E_max1，用来峰谷套利和备用的电池容量为E_max2，备用电源最小功率要求为P_w，备用电源要求电量为w·P_max，用来峰谷套利电源的运行深度为x，上文中

参与市场调频功能下，若功率P_max的取值为P_w，则还剩两个变量需要确定，分时电价电池运行电量深度x与配置的额定工作时间u(或者说是分时套利电池组配置的容量E_max2)。此时，设调频电池组占用功率设备的时间比例为y，峰谷套利电池组占用功率设备为T_to-y，T_to为设备一年中工作总时间，参与调频时的净收益如下计算：

参与调频时，调频电池组在y时间内，在谷时电价吸收一定电量来平衡调频时反复重放的电量损失，设时间为y₁，若认为电量损失均在谷时电价补充，上报调频容量进行调频的时间为y₂，调频时的净收益为g₃：

y₁+y₂＝y

g₃＝(c_c+c_p·m)·P_max·y₂-P_max·y₁·π(t)_min-c_op2·2β·P_max·y₂

综上，得到预设的调频与峰谷套利净收益模型为：

其中，利用预设的调频与峰谷套利净收益模型可以得到应急与套利电池组的电池容量。

作为一种可选的实施方式，如图3所示，为S202的细化步骤的流程示意图，具体包括：

S2021，根据所述调频与峰谷套利净收益模型，确定峰谷套利和备用的电池容量与功率控制设备的容量的比值；

S2022，根据所述比值和所述功率控制设备的容量，确定所述应急与套利电池组的电池容量。

在本发明实施例中，利用调频与峰谷套利净收益模型，确定峰谷套利和备用的电池容量与功率控制设备的容量的比值

根据比值u与功率控制设备的容量P_max可以确定E_max2，E_max2即为应急与套利电池组的电池容量。

作为一种可选的实施方式，如图4所示，为S203的细化步骤的流程示意图，具体包括：

S2031，根据所述调频与峰谷套利净收益模型，确定所述应急与套利电池组的运行深度；

S2032，根据所述应急与套利电池组的运行深度、储能充放电效率及所述峰谷套利和备用的电池容量与功率控制设备的容量的比值，确定所述应急与套利电池组的运行时间；

S2033，在所述应急与套利电池组的运行时间内，利用确定电池容量后的应急与套利电池组进行应急与峰谷套利操作；

S2034，在非所述应急与套利电池组的运行时间内，利用确定电池容量后的调频电池组进行调频。

在本发明实施例中，求解出了应急与套利电池组的运行深度x，也就计算出了应急与套利电池组的运行时间，其中，应急与套利电池组的运行时间T_to的计算公式为：

其余的时间(非应急与套利电池组的运行时间内)都为调频电池组进行调频的时间。例如，计算出的应急与套利电池组的电池容量为500，电池会有个固定的上下限比如为0～0.95，意味着最少可以放电至0，最多可以充到450，如果计算出来的应急与套利电池组的运行深度为400，则每次充电从50充电到450，放电从450降到50，0～50为应急电量。

上述储能电池多功能运行优化方法、系统、计算机设备和存储介质，利用预设的调频电池容量配置模型确定调频电池组的电池容量，利用预设的调频与峰谷套利净收益模型确定应急与套利电池组的电池容量，利用确定电池容量后的调频电池组进行调频，利用确定电池容量后的应急与套利电池组进行应急与峰谷套利操作，其中，通过两组容量不同的电池组(调频电池组和应急与套利电池组)在不同时段共用功率设备分别进行调频和分时电价套利，因为共用包括换流器在内的功率控制设备，所以在非应急与套利电池组充放电的其他时间段，给调频电池组使用，通过电池最优深度外的留存电量进行应急备用，提高功率设备和储能电池的利用率，以多种方式综合获利来提高整体收益，实现了储能电池的多功能运行的功能。

应该理解的是，虽然图2-4的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2-4中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，如图5所示，提供了一种储能电池多功能运行优化系统，包括：第一容量确定模块501、第二容量确定模块502和执行模块503，其中：

第一容量确定模块501，用于利用预设的调频电池容量配置模型确定调频电池组的电池容量；

第二容量确定模块502，用于利用预设的调频与峰谷套利净收益模型确定应急与套利电池组的电池容量；

执行模块503，用于利用确定电池容量后的调频电池组进行调频，利用确定电池容量后的应急与套利电池组进行应急与峰谷套利操作。

作为一种可选的实施方式，所述调频电池容量配置模型为：

E_max1·(k₂-k₁)≥β·P_max

作为一种可选的实施方式，所述调频与峰谷套利净收益模型为：

其中，

作为一种可选的实施方式，所述第二容量确定模块502包括：

比值确定模块，用于根据所述调频与峰谷套利净收益模型，确定峰谷套利和备用的电池容量与功率控制设备的容量的比值；

第三容量确定模块，用于根据所述比值和所述功率控制设备的容量，确定所述应急与套利电池组的电池容量。

作为一种可选的实施方式，所述执行模块503包括：

深度确定模块，用于根据所述调频与峰谷套利净收益模型，确定所述应急与套利电池组的运行深度；

时间确定模块，用于根据所述应急与套利电池组的运行深度、储能充放电效率及所述峰谷套利和备用的电池容量与功率控制设备的容量的比值，确定所述应急与套利电池组的运行时间；

应急套利模块，用于在所述应急与套利电池组的运行时间内，利用确定电池容量后的应急与套利电池组进行应急与峰谷套利操作；

调频模块，用于在非所述应急与套利电池组的运行时间内，利用确定电池容量后的调频电池组进行调频。

关于储能电池多功能运行优化系统的具体限定可以参见上文中对于储能电池多功能运行优化方法的限定，在此不再赘述。上述储能电池多功能运行优化系统中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图6所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储预设的调频电池容量配置模型、预设的调频与峰谷套利净收益模型和模型所需要的参数等。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种储能电池多功能运行优化方法。

本领域技术人员可以理解，图6中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器及处理器，所述存储器上存储有可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：

在一个实施例中，所述调频电池容量配置模型为：

E_max1·(k₂-k₁)≥β·P_max

在一个实施例中，所述调频与峰谷套利净收益模型为：

其中，

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

在一个实施例中，所述调频电池容量配置模型为：

E_max1·(k₂-k₁)≥β·P_max

在一个实施例中，所述调频与峰谷套利净收益模型为：

其中，

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种储能电池多功能运行优化方法，其特征在于，所述方法包括：

利用确定电池容量后的调频电池组进行调频，利用确定电池容量后的应急与套利电池组进行应急与峰谷套利操作；

其中，所述调频与峰谷套利净收益模型为：

其中，

表示调频与峰谷套利净收益，u表示峰谷套利和备用的电池容量E_max2与功率控制设备的容量P_max的比值，x表示应急与套利电池组的运行深度，λ_ex'表示一天k次充放电循环单次平均收益系数，k表示次数，T_d表示一年中运行的天数，C_m表示单位容量的维护成本，C_E表示电池的容量价格，r表示年利率，n和s表示设备寿命，z表示应急与套利电池组用作应急功能时的成本价值，P_w表示储能配置的功率，P_max表示功率控制设备的容量，C_P表示单位容量价格，c_c表示调频容量价格，c_p表示调频里程价格，m表示平均里程，y₁表示谷时电价吸收电量来平衡调频时反复充放的电量损失的时间，π(t)_min表示充放电电价，c_op2表示储能参与调峰时将寿命周期成本折算到单次循环单位容量下的数值，β表示时段内所述调频电池组参与调频实际使用电量与上报功率之比，y₂表示上报调频容量进行调频的时间。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调频电池容量配置模型为：

E_max1·(k₂-k₁)≥β·P_max

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，储能一次以深度为DOD_x简写为x的低充高放，单次循环的电价收益为：

其中，π₁为充电电价，π₂为放电电价，E_max为额定容量，η_d、η_c分别为储能放电效率、充电效率，λ_ex为收益系数，由充放电电价和储能效率决定。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用预设的调频与峰谷套利净收益模型确定应急与套利电池组的电池容量，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述利用确定电池容量后的调频电池组进行调频，利用确定电池容量后的应急与套利电池组进行应急与峰谷套利操作，包括：

6.一种储能电池多功能运行优化系统，其特征在于，所述系统包括：

执行模块，用于利用确定电池容量后的调频电池组进行调频，利用确定电池容量后的应急与套利电池组进行应急与峰谷套利操作；

其中，所述调频与峰谷套利净收益模型为：

其中，

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第二容量确定模块包括：

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述执行模块包括：

9.一种计算机设备，包括存储器及处理器，所述存储器上存储有可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至5任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项所述的方法的步骤。