CN109995063A - 一种用户侧储能控制策略 - Google Patents

一种用户侧储能控制策略 Download PDF

Info

Publication number
CN109995063A
CN109995063A CN201910259899.1A CN201910259899A CN109995063A CN 109995063 A CN109995063 A CN 109995063A CN 201910259899 A CN201910259899 A CN 201910259899A CN 109995063 A CN109995063 A CN 109995063A
Authority
CN
China
Prior art keywords
energy storage
storage device
power
user
cost
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910259899.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109995063B (zh
Inventor
郑剑锋
孔俊涛
强浩
张晓花
张克宇
巫航
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changzhou University
Original Assignee
Changzhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changzhou University filed Critical Changzhou University
Priority to CN201910259899.1A priority Critical patent/CN109995063B/zh
Publication of CN109995063A publication Critical patent/CN109995063A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109995063B publication Critical patent/CN109995063B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/008—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks involving trading of energy or energy transmission rights
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
    • H02J3/1821—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using shunt compensators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H02J3/32—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2203/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J2203/20—Simulating, e g planning, reliability check, modelling or computer assisted design [CAD]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30—Reactive power compensation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本发明提供一种用户侧储能控制策略，储能设备在用电低谷电价低的时候充电，在用电高峰电价高的时候将存储的电能回馈给电网，从中赚取电费差价的利润；储能设备在用户发生停电事故的时候可作为UPS不间断电源给用户供电；储能设备在充电的时候可等同于容性设备，可作为用户负载无功补偿使用；用户储能优化控制器采集用户和储能设备的用电信息，并将数据传送到储能优化平台，储能优化平台主要两个作用，用户查看用户的用电信息和利用经济模型进行优化得到储能设备的最佳充放电策略。

Description

一种用户侧储能控制策略
技术领域
本发明涉及电网控制技术领域，特别是涉及一种用户侧储能控制策略。
背景技术
供电公司的发电机组的配置一般是要满足供电区域的最大用电需求的，供电区域一般都存在用电高峰和用电低谷，而发电机组则是一直处于供电状态，在用电低谷时间段内，发电机组产生的电能得不到有效的存储，只能对地放电，导致能源的浪费。电网的发展往往跟不上社会需求的发展，不能只靠扩容扩建去迎合社会的快速发展，这样浪费了大量的人力物力财力，当下的电价采用分时电价的交费制度，给储能设备的使用带来的机会。
而且近些年储能电池的发展也是越来越快，单位造价也在逐渐降低，目前国家出台相关政策，鼓励在用户侧安装储能设备。在电网给装有储能设备的用户供电时，储能设备在用电低谷电价低的时候充电，在用电高峰电价高的时候将存储的电能回馈给电网，一方面可以减少能源的浪费，从中赚取电费差价的利润；另一方面也可以降低发电机组的配备要求，节省成本。而用户侧安装储能设备也是需要一定的投入的，如何使投入和收益达到平衡或者产生效益是需要面临和解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种用户侧储能控制策略。
本发明解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种用户侧储能控制策略，包括储能优化平台、储能设备和储能优化控制器，其中，储能设备和储能优化控制器设置在用户侧，储能优化控制器与储能优化平台数据通讯，储能设备与储能优化控制器、电网和用户用电设备连接。
在用户侧装设储能设备，电网给装有储能设备的用户供电。储能设备在用电低谷电价低的时候充电，在用电高峰电价高的时候将存储的电能回馈给电网，从中赚取电费差价的利润；储能设备在用户发生停电事故的时候可作为UPS不间断电源给用户供电；储能设备在充电的时候可等同于容性设备，可作为用户负载无功补偿使用；用户储能优化控制器采集用户和储能设备的用电信息，通过GPRS通讯将数据传送到储能优化平台，储能优化平台主要两个作用，用户查看用户的用电信息和利用经济模型进行优化得到储能设备的最佳充放电策略。
所述控制策略还包括以下步骤：
储能优化平台是将采集到的用户的用电数据供用户在线查看，在平台上可针对单个用户的用电数据得到用户的最佳充放电策略，得到该策略的算法过程为：
结合上一步得到的用户的用电量和一天的功率曲线图和电网发布的电价表，构建如下经济模型得到用户的充放电策略，该经济模型以一小时为时间段，将一天划分为24个时间段，充放电功率在不同的时间段的数值大小不同，但其分布在一个数字范围内，在数学计算上可以用正态分布表示
f(x)为正态分布函数，其中μ为平均充放电功率的大小；x为t时段的功率；σ为充放电功率的标准差；
可以得到用户用电量电费支出一年所产生的价值V1为：
其中，et为第t时段的电价(元/小时)；和分别为第t时段储能系统的平均放电和充电功率(MW)；n为储能系统一年之内的工作天数；为t时段的功率为的概率，为t时段功率为的概率，其中代表充电，代表放电，；η为储能设备的充放电效率；
在用户装设储能设备之后，可以起到对电力用户平滑负荷的作用，在用户用电压力低的时候从电网购电，然后在用户用电高峰的时候将储存的电能回馈给电网，从而减轻了电网的在用电高峰时候的压力，从而减小了配电的建设。这部分产生的年价值V2为：
PC＝Pmax-Pav (4)
其中：PC为拉平负荷曲线所需的临界功率(MW)；Pmax为采集到的日功率曲线的中的功率最大值(MW)；Pav为一天下来的平均功率值(MW)；ud为在用户侧装设对应配电设备的平均造价(元/MW)；Pn为安装储能设备的总功率(MW)；cd为在用户侧装设对应配电设备的对应资产的折旧率；η为储能设备的充放电效率。
在用户装设储能设备后，储能设备在电网停电的时候可作为UPS不间断电源使用，提高了用户的供电可靠性，从而提高了企业用户生产的效益。这部分产生的年价值V3为：
V3＝Cinv+Cpre+Cint+λCieaEens[1-P(Erem＜Ewrk)] (5)
其中：Cinv为装设UPS不间断电源的年投资成本(元/年)；Cpre为UPS不间断电源的运行维护成本(元/年)；Cint装设UPS不间断电源的环境影响成本(元/年)；λ为用户在装设储能设备之前的年停电频率，次；Ciea为当用户生产过程处于断电状态的损失评价率；Eens为因为电网停电导致的用户无法用电的期望值；Erem为电网发生停电时候的储能设备电能剩余量(MW)；Ewrk为储能设备可作为UPS不间断电源的最低容量(MW)，P(Erem＜Ewrk)为装设储能装置之后发生电网停电的时候的储能设备的容量小于Ewrk的概率。
储能设备的有一种工作方式可作为无功补偿设备使用，当储能装置工作在充电的方式下，储能设备相当于一个容性设备，从而在充电时产生无功电流，通过储能优化控制器采集负载的无功电流的数值，当负载的功率因数不满足要求的时候，储能优化控制器控制储能设备处于充电状态，即可实现无功补偿的作用，此模型替代了传统无功补偿，省去无功功率为Q无功补偿设备的安装费用带来的年收益V4为：
其中，KSVG为SVG(静止无功发生器)的折旧率；C0为SVG的单位投资成本(元/MW)；Eful为当无功不满足要求时储能设备处于充满状态的概率；Cm为SVG的单位容量维修费用(元/MW)；Cf为SVG的单位容量运行费用(元/MW)；Qi为用户一年内某一小时的无功补偿量(MW)。
进一步的，应统筹考虑到用户的安装储能设备的投资成本首先应考虑到的是储能设备的安装成本，这也是成本占比重最大的一部分，储能设备的年安装成本Ccap可以表示为：
Ccap＝Kcap(CPPN+CWEN) (7)
其中，Kcap为储能设备的折旧率；CP为储能设备平均功率所需的安装成本(元/MW)；PN为安装储能设备的总功率(MW)；CW为储能设备的安装单位容量的成本(元/MWh)；EN储能设备的总的安装容量(MW)。
储能设备在投入运行的时候需要人力维护运行，储能设备的年运行维护成本COM为：
COM＝Cpeo+λfal(CPPN+CWEN) (8)
其中，Cpeo为储能设备在投入运行过程的年人力参与成本(元/年)；λfal为储能设备在运行过程中出现故障的导致停用或者需要更换的概率。
储能设备的折旧成本Cre为：
Cre＝Cpeo1+Cepr-Csal (9)
其中，Cre为折旧成本(元)；Cpeo1为年人工成本(元/年)；Cepr为环保成本设备从使用到退役过程中有折旧成本(元)；储能设备的折旧成本用常规的方法无法计算，在此采用双倍余额递减法计算第a年的残值，由此可得到储能设备的使用总年限Za到达之前的残值Csal为
进一步的，由以上收益和成本的经济模型可以得到使用储能设备总得收益模型，该收益模型中总收益Itot为：
Itot＝V1+V2+V3+V4-Ccap-COM-Cre (11)
进一步的，得到Itot后结合一些相应的实际约束条件，结合约束条件通过算法得到Itot的最大值。
储能设备在使用过程中，根据用户的实际需求可以采用不同的充放电策略，如一天内的充电和放电次数，可能为一充一放、一充多放等，在计算中默认每天的默认一天内储能充电荷放电的电量应保持平衡，此为一个约束：
在储能设备运行的过程中储能设备的剩余电量不能超过储能设备的额定容量，充电的时候不能无限充，放电不能无限放，此为一个约束：
0≤Et≤Ws (13)
其中，Et为储能设备的剩余容量(MW)；Ws为储能设备的额定容量(MW)。
在储能设备作为无功补偿的时候，无功补偿的容量也具备相应的约束：
Qi＜Q (14)
其中，Qi为储能设备的无功补偿量(MW)，Q为负载的无功量(MW)。
在使用储能设备充放电的时候使用储能设备和电网功率也具有约束：
Pt+P市＝Pw (15)
Pt为储能设备在t时刻的充放电功率，P市为储能设备在t时刻用户使用市电的功率，Pw为t时刻用户总的负荷。
进一步的，针对以上建立的经济模型并结合约束条件，采用协同粒子群算法针对不同的用户对安装储能设备后的经济性进行具体的分析，得到储能设备的充放电策略，使用户的收益最大化。
本发明的有益效果是：
1、储能优化控制器控制储能设备利用低谷电充电，峰电时回馈给电网，以赚取峰谷电价差收益。
2、当储能优化控制器检测到用户用电过程中功率因素过低时，储能优化控制器控制储能设备工作于无功补偿模式；此时储能优化控制器控制储能设备充电，放弃了峰谷电带来的收益，而去赚取作为无功发生器的收益。
3、当突发停电的时，储能优化控制器控制储能设备作为UPS不间断电源给用户供电。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明最佳实施例的储能设备安装系统示意图。
图2是典型用户负荷曲线图。
图3是充放电功率图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，在用户侧装设储能设备，电网给装有储能设备的用户供电。储能设备在用电低谷电价低的时候充电，在用电高峰电价高的时候将存储的电能回馈给电网，从中赚取电费差价的利润；储能设备在用户发生停电事故的时候可作为UPS不间断电源给用户供电；储能设备在充电的时候可等同于容性设备，可作为用户负载无功补偿使用；用户储能优化控制器采集用户和储能设备的用电信息，通过GPRS通讯将数据传送到储能优化平台，平台主要两个作用，用户查看用户的用电信息和利用经济模型进行优化得到储能设备的最佳充放电策略。
储能优化平台是将采集到的用户的用电数据供用户在线查看，在平台上可针对单个用户的用电数据得到用户的最佳充放电策略，得到该策略的算法过程为：
结合上一步得到的用户的用电量和一天的功率曲线图和电网发布的电价表，构建如下经济模型得到用户的充放电策略，该经济模型以一小时为时间段，将一天划分为24个时间段，充放电功率在不同的时间段的数值大小不同，但其分布在一个数字范围内，在数学计算上可以用正态分布表示
f(x)为正态分布函数，其中μ为平均充放电功率的大小；x为t时段的功率；σ为充放电功率的标准差；
可以得到用户用电量电费支出一年所产生的价值V1为：
其中，et为第t时段的电价(元/小时)；和分别为第t时段储能系统的平均放电和充电功率(MW)；n为储能系统一年之内的工作天数；为t时段的功率为的概率，为t时段功率为的概率，其中代表充电，代表放电，；η为储能设备的充放电效率；
在用户装设储能设备之后，可以起到对电力用户平滑负荷的作用，在用户用电压力低的时候从电网购电，然后在用户用电高峰的时候将储存的电能回馈给电网，从而减轻了电网的在用电高峰时候的压力，从而减小了配电的建设费用。这部分产生的年价值V2为：
PC＝Pmax-Pav (4)
其中：PC为拉平负荷曲线所需的临界功率(MW)；Pmax为采集到的日功率曲线的中的功率最大值(MW)；Pav为一天下来的平均功率值(MW)；ud为在用户侧装设对应配电设备的平均造价(元/W)；Pn为安装储能设备的总功率(MW)；cd为在用户侧装设对应配电设备的对应资产的折旧率；η为储能设备的充放电效率。
在用户装设储能设备后，储能设备在电网停电的时候可作为UPS不间断电源使用，提高了用户的供电可靠性，从而提高了企业用户生产的效益。这部分产生的年价值V3为：
V3＝Cinv+Cpre+Cint+λCieaEens[1-P(Erem＜Ewrk)] (5)
其中：Cinv装UPS不间断电源的年投资成本(元/年)；Cpre为UPS不间断电源的运行维护成本(元/年)；Cint装设UPS不间断电源的环境影响成本(元/年)；λ为用户在装设储能设备之前的年停电频率，次；Ciea为当用户生产过程处于断电状态的损失评价率；Eens为因为电网停电导致的用户无法用电的期望值；Erem为电网发生停电时候的储能设备电能剩余量(MW)；Ewrk为储能设备可作为UPS不间断电源的最低容量(MW)，P(Erem＜Ewrk)为装设储能装置之后发生电网停电的时候的储能设备的容量小于Ewrk的概率。
储能设备的有一种工作方式可作为无功补偿设备使用，当储能装置工作在充电的方式下，储能设备相当于一个容性设备，从而在充电时产生无功电流，通过储能优化控制器采集负载的无功电流的数值，当负载的功率因数不满足要求的时候，储能优化控制器控制储能设备处于充电状态，即可实现无功补偿的作用，此模型替代了传统无功补偿，省去无功功率为Q无功补偿设备的安装费用带来的年收益V4为：
其中，KSVG为SVG(静止无功发生器)的折旧率；C0为SVG的单位投资成本(元/MW)；Eful为当无功不满足要求时储能设备处于充满状态的概率；Cm为SVG的单位容量维修费用(元/MW)；Cf为SVG的单位容量运行费用(元/MW)；Qi为用户一年内某一小时的无功补偿量(MW)。
进一步的，应统筹考虑到用户的安装储能设备的投资成本首先应考虑到的是储能设备的安装成本，这也是成本占比重最大的一部分，储能设备的年安装成本Ccap可以表示为：
Ccap＝Kcap(CPPN+CWEN) (7)
其中，Kcap为储能设备的折旧率；CP为储能设备平均功率所需的安装成本(元/MW)；PN为安装储能设备的总功率(MW)；CW为储能设备的安装单位容量的成本(元/MWh)；EN储能设备的总的安装容量(MW)。
储能设备在投入运行的时候需要人力维护运行，储能设备的年运行维护成本COM为：
COM＝Cpeo+λfal(CPPN+CWEN) (8)
其中，Cpeo为储能设备在投入运行过程的年人力参与成本(元/年)；λfal为储能设备在运行过程中出现故障的导致停用或者需要更换的概率。
储能设备的折旧成本Cre为：
Cre＝Cpeo1+Cepr-Csal (9)
其中，Cre为折旧成本(元)；Cpeo1为年人工成本(元/年)；Cepr为环保成本设备从使用到退役过程中有折旧成本(元)；储能设备的折旧成本用常规的方法无法计算，在此采用双倍余额递减法计算第a年的残值，由此可得到储能设备的使用总年限Za到达之前的残值Csal为
进一步的，由以上收益和成本的经济模型可以得到使用储能设备总得收益模型，该收益模型中总收益Itot为：
Itot＝V1+V2+V3+V4-Ccap-COM-Cre (11)
可得到目标函数为：
MAX(Itot)＝V1+V2+V3+V4-Ccap-COM-Cre (12)
进一步的，得到Itot后结合一些相应的实际约束条件，结合约束条件通过算法得到Itot的最大值。
储能设备在使用过程中，根据用户的实际需求可以采用不同的充放电策略，如一天内的充电和放电次数，可能为一充一放、一充多放等，在计算中默认每天的默认一天内储能充电荷放电的电量应保持平衡，此为一个约束：
在储能设备运行的过程中储能设备的剩余电量不能超过储能设备的额定容量，充电的时候不能无限充，放电不能无限放，此为一个约束：
0≤Et≤Ws (14)
其中，Et为储能设备的剩余容量(MW)；Ws为储能设备的额定容量(MW)。
在储能设备作为无功补偿的时候，无功补偿的容量也具备相应的约束：
Qi＜Q (15)
其中，Qi为储能设备的无功补偿量(MW)，Q为负载的无功量(MW)。
在使用储能设备充放电的时候使用储能设备和电网功率也具有约束：
Pt+P市＝Pw (16)
Pt为储能设备在t时刻的充放电功率，P市为储能设备在t时刻用户使用市电的功率，Pw为t时刻用户总的负荷。
进一步的，针对以上建立的经济模型并结合约束条件，采用协同粒子群算法针对不同的用户对安装储能设备后的经济性进行具体的分析，得到储能设备的充放电策略，使用户的收益最大化。
下面结合实例，根据企业的典型日负荷数据，对配置储能设备的用户运行策略进行优化分析，对其经济性进行分析，以下为求解过程和主要的相关参数的值。
现结合实际情况对本发明的控制策略进行说明。
如图2所示，某市的分时电价et的基本情况为，用电高峰的时刻为9:00-12:00，13:00-16：00在用电高峰的时间段的电价为0.976元/kW.h，用电低谷的时刻为23:00-7:00在用电低谷的时间段的电价为0.291元/kW.h，在其他时间段的电价为0.57元/kW.h。
UPS不间断电源平均价格为6000元/kW。
无功补偿设备的装机费用平均为7000元/kW。
用户建设配电系统单价CP为100万元/MW，用户的基础电费40万元/MVA.年，储能设备的运行维护费用COM为1.5万元/MW/年，储能设备的折旧率为Kcap为6％，储能设备的充放电效率η为85％。
假设用户投入2.5MW的储能设备，通过对模型分析代入以上相应的参数，利用协同粒子群算法计算过程为：
(1)由收益模型的总收益的目标函数MAX(Itot)公式12结合各个约束条件公式13,14,15,16构造总的目标函数；
(2)初始化粒子的规模即粒子的数目，设置每个粒子的初始速度，初始化粒子的初始位置；
(3)根据目标函数的各个量的初始化值，确定单个粒子的最优值和当前的全局最优值。
(4)种群中的粒子开始进入迭代，各自找自己的最优位置，最优位置也即找到总收益Itot公式12最大值，在迭代的过程中，结合图二用户的典型负荷曲线和约束条件公式13，14，当粒子在计算的过程中放电量超过电池的充电量，则设置该粒子放电停止，当前的结果为目前该粒子的最优解；结合图二的用户典型负荷曲线和约束条件公式15,当用户的功率因数较低时，给电池充电放弃电价差带来的收益，此时去争取取代无功补偿和提高系统稳定性带来的收益，结合图二用户的典型负荷曲线和约束条件16，用户的负荷功率应等于在某一时刻储能设备的充放电功率加上用户使用市电的功率，功率之和不超过用户不装设储能的用电功率；
(5)在迭代的次数限制内不停的更新目标函数的最优值；
(6)当到达迭代次数的时候增广目标函数的值趋于稳定的一个值，那么该值即为最优解；
然后用上述步骤计算得出储能装置的最优运行策略，如图3所示。
得到的年收益为339.8万元的年收益。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本发明的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种用户侧储能控制策略，其特征在于：包括储能优化平台、储能设备和储能优化控制器，其中，储能设备和储能优化控制器设置在用户侧，储能优化控制器与储能优化平台数据通讯，储能设备与储能优化控制器、电网和用户用电设备连接；还包括以下步骤：
S1：获取数据，通过储能优化控制器采集用户的用电数据提供给储能优化平台，储能优化平台利用采集到的用户的用电数据得到用户的用电量和一天的用电功率曲线图；并通过查询得到电网发布的电价表；
S2：结合用户的用电量、用电功率曲线图以及电价表构建用户收益和成本的经济模型；
(1)以一小时为时间段，将一天划分为24个时间段，充放电功率在不同的时间段的数值大小不同，但其分布在一个数字范围内，在数学计算上可以用正态分布表示：
式中，f(x)为正态分布函数；μ为平均充放电功率的大小；x为t时段的功率；σ为充放电功率的标准差；
可以得到用户用电量电费支出一年所产生的价值V1为：
式中，et为第t时段的电价(元/小时)；Pt +和Pt -分别为第t时段储能系统的平均放电和充电功率(MW)；n为储能系统一年之内的工作天数；f(Pt +)为t时段的功率为Pt +的概率，f(Pt -)为t时段功率为Pt -的概率，其中Pt +代表充电，Pt -代表放电，；η为储能设备的充放电效率；
(2)用户在用电低谷电价低的时候从电网购电给储能设备充电，在用电高峰电价高的时候将存储的电能回馈给电网，从而减小了配电的建设，产生的年价值V2为：
PC＝Pmax-Pav (4)
其中：PC为拉平负荷曲线所需的临界功率(MW)；Pmax为采集到的日功率曲线的中的功率最大值(MW)；Pav为一天下来的平均功率值(MW)；ud为在用户侧装设对应配电设备的平均造价(元/MW)；Pn为安装储能设备的总功率(MW)；cd为在用户侧装设对应配电设备的对应资产的折旧率；η为储能设备的充放电效率；
(3)储能设备在电网停电的时候可作为UPS不间断电源使用，这部分产生的年价值V3为：
V3＝Cinv+Cpre+Cint+λCieaEens[1-P(Erem＜Ewrk)] (5)
式中：Cinv为UPS不间断电源的年投资成本(元/年)；Cpre为UPS不间断电源的运行维护成本(元/年)；Cint装设UPS不间断电源的装设环境影响成本(元/年)；λ为用户在装设储能设备之前的年停电频率，次；Ciea为当用户生产过程处于断电状态的损失评价率；Eens为因为电网停电导致的用户无法用电的期望值；Erem为电网发生停电时候的储能设备电能剩余量(MW)；Ewrk为储能设备可作为UPS不间断电源的最低容量(MW)，P(Erem＜Ewrk)为装设储能装置之后发生电网停电的时候的储能设备的容量小于Ewrk的概率；
(4)储能设备在作为无功补偿设备使用时，省去无功功率为Q的无功补偿设备的安装费用带来的年收益V4为：
其中，KSVG为SVG(静止无功发生器)的折旧率；C0为SVG的单位投资成本(元/MW)；Eful为当无功不满足要求时储能设备处于充满状态的概率；Cm为SVG的单位容量维修费用(元/MW)；Cf为SVG的单位容量运行费用(元/MW)；Qi为用户一年内某一小时的无功补偿量(MW)；
(5)储能设备的年安装成本Ccap可以表示为：
Ccap＝Kcap(CPPN+CWEN) (7)
其中，Kcap为储能设备的折旧率；CP为储能设备平均功率所需的安装成本(元/MW)；PN为安装储能设备的总功率(MW)；CW为储能设备的安装单位容量的成本(元/MWh)；EN储能设备的总的安装容量(MW)；
(6)储能设备的年运行维护成本COM为：
COM＝Cpeo+λfal(CPPN+CWEN) (8)
其中，Cpeo为储能设备在投入运行过程的年人力参与成本(元/年)；λfal为储能设备在运行过程中出现故障的导致停用或者需要更换的概率；
(7)储能设备的折旧成本Cre为：
Cre＝Cpeo1+Cepr-Csal (9)
其中，Cre为折旧成本(元)；Cpeo1为年人工成本(元/年)；Cepr为环保成本设备从使用到退役过程中有折旧成本(元)；
由上述(1)～(7)获得收益和成本的经济模型可以得到使用储能设备总得收益模型，该收益模型中总收益Itot为：
Itot＝V1+V2+V3+V4-Ccap-COM-Cre (10)
S3：根据得到的总收益Itot模型，结合约束条件，采用协同粒子群算法针对不同的用户对安装储能设备后的经济性进行具体的分析，得到储能设备的充放电策略，使用户的收益最大化。
2.如权利要求1所述的用户侧储能控制策略，其特征在于：所述储能设备的折旧成本采用双倍余额递减法计算第a年的残值，由此可得到储能设备的使用总年限Za到达之前的残值Csal为：
其中，Za为储能设备的使用总年限。
3.如权利要求1所述的用户侧储能控制策略，其特征在于：所述步骤S3中的约束条件包括一天内储能充电荷放电的电量应保持平衡，
其中，t表示将一天划分为24个时间段，每1小时为一个时间段。
4.如权利要求1所述的用户侧储能控制策略，其特征在于：所述步骤S3中的约束条件包括在储能设备运行的过程中储能设备的剩余电量不能超过储能设备的额定容量，充电的时候不能无限充，放电不能无限放，满足下式：
0≤Et≤Ws (13)
其中，Et为储能设备的剩余容量(MW)；Ws为储能设备的额定容量(MW)。
5.如权利要求1所述的用户侧储能控制策略，其特征在于：所述步骤S3中的约束条件包括在储能设备作为无功补偿的时候，无功补偿的容量也具备相应的约束：
Qi＜Q (14)
其中，Qi为储能设备的无功补偿量(MW)，Q为负载的无功量(MW)。
6.如权利要求1所述的用户侧储能控制策略，其特征在于：所述步骤S3中的约束条件在使用储能设备充放电的时候使用储能设备和电网功率具有约束：
Pt+P市＝Pw (15)
Pt为储能设备在t时刻的充放电功率，P市为储能设备在t时刻用户使用市电的功率，Pw为t时刻用户总的负荷。
CN201910259899.1A 2019-04-02 2019-04-02 一种用户侧储能控制策略 Active CN109995063B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910259899.1A CN109995063B (zh) 2019-04-02 2019-04-02 一种用户侧储能控制策略

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910259899.1A CN109995063B (zh) 2019-04-02 2019-04-02 一种用户侧储能控制策略

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109995063A true CN109995063A (zh) 2019-07-09
CN109995063B CN109995063B (zh) 2022-09-27

Family

ID=67132271

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910259899.1A Active CN109995063B (zh) 2019-04-02 2019-04-02 一种用户侧储能控制策略

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109995063B (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111027757A (zh) * 2019-11-26 2020-04-17 广西电网有限责任公司 一种基于皮亚诺曲线降维的用户侧储能优化配置方法
CN111092448A (zh) * 2019-11-20 2020-05-01 国网浙江省电力有限公司经济技术研究院 基于用户侧负荷的电池储能最优容量配置的动态优化方法
CN111262264A (zh) * 2020-03-12 2020-06-09 常州大学 一种基于嵌入式的用户侧储能优化控制器及控制方法
CN111525601A (zh) * 2020-05-27 2020-08-11 远景智能国际私人投资有限公司 用户侧储能设备的充放电控制方法、装置及存储介质
CN111654045A (zh) * 2020-04-08 2020-09-11 国网浙江省电力有限公司 一种电力现货市场下储能系统充放电优化方法
CN111697601A (zh) * 2020-05-15 2020-09-22 西安联创分布式可再生能源研究院有限公司 适用于大工业用户电化学储能系统的配置与策略制定方法
CN117543661A (zh) * 2024-01-10 2024-02-09 北京本果信息技术有限公司 基于储能的节能供电控制系统及方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104700323A (zh) * 2015-03-27 2015-06-10 国网上海市电力公司 考虑不同主体经济效益指标的储能电站综合评估方法
CN106372762A (zh) * 2016-10-12 2017-02-01 国网上海市电力公司 一种含需求响应的微网经济优化运行设计方法
CN107292488A (zh) * 2017-05-17 2017-10-24 国家电网公司 含优化运行策略的用户侧分布式储能价值评估方法与系统

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104700323A (zh) * 2015-03-27 2015-06-10 国网上海市电力公司 考虑不同主体经济效益指标的储能电站综合评估方法
CN106372762A (zh) * 2016-10-12 2017-02-01 国网上海市电力公司 一种含需求响应的微网经济优化运行设计方法
CN107292488A (zh) * 2017-05-17 2017-10-24 国家电网公司 含优化运行策略的用户侧分布式储能价值评估方法与系统

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111092448A (zh) * 2019-11-20 2020-05-01 国网浙江省电力有限公司经济技术研究院 基于用户侧负荷的电池储能最优容量配置的动态优化方法
CN111027757A (zh) * 2019-11-26 2020-04-17 广西电网有限责任公司 一种基于皮亚诺曲线降维的用户侧储能优化配置方法
CN111262264A (zh) * 2020-03-12 2020-06-09 常州大学 一种基于嵌入式的用户侧储能优化控制器及控制方法
CN111262264B (zh) * 2020-03-12 2023-11-21 常州大学 一种基于嵌入式的用户侧储能优化控制器及控制方法
CN111654045A (zh) * 2020-04-08 2020-09-11 国网浙江省电力有限公司 一种电力现货市场下储能系统充放电优化方法
CN111654045B (zh) * 2020-04-08 2022-07-29 国网浙江省电力有限公司 一种电力现货市场下储能系统充放电优化方法
CN111697601A (zh) * 2020-05-15 2020-09-22 西安联创分布式可再生能源研究院有限公司 适用于大工业用户电化学储能系统的配置与策略制定方法
CN111525601A (zh) * 2020-05-27 2020-08-11 远景智能国际私人投资有限公司 用户侧储能设备的充放电控制方法、装置及存储介质
CN111525601B (zh) * 2020-05-27 2023-09-12 远景智能国际私人投资有限公司 用户侧储能设备的充放电控制方法、装置及存储介质
CN117543661A (zh) * 2024-01-10 2024-02-09 北京本果信息技术有限公司 基于储能的节能供电控制系统及方法
CN117543661B (zh) * 2024-01-10 2024-03-29 北京本果信息技术有限公司 基于储能的节能供电控制系统及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109995063B (zh) 2022-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109995063A (zh) 一种用户侧储能控制策略
Mehrjerdi Simultaneous load leveling and voltage profile improvement in distribution networks by optimal battery storage planning
CN105846423B (zh) 一种计及需求响应的光伏微电网储能多目标容量配置方法
CN106505632B (zh) 中压独立微电网系统的分布式电源位置和容量的规划方法
US20160218505A1 (en) System and Method for Energy Asset Sizing and Optimal Dispatch
CN109478787A (zh) 用于电网分布式能源管理的智能电网操作系统
Tsai et al. Techno-economic and sizing analysis of battery energy storage system for behind-the-meter application
CN110060165B (zh) 光伏储能系统收益测算方法及能量管理控制方法
Rocha et al. Multiobjective optimization of hybrid wind-photovoltaic plants with battery energy storage system: Current situation and possible regulatory changes
CN110912166B (zh) 一种多用户共享储能模式的储能容量配置方法
CN108197766A (zh) 一种包含微电网群的主动配电网优化调度模型
CN112101607A (zh) 一种考虑需求响应时间效应的主动配电网滚动优化调度方法
Aziz et al. Issues and mitigations of wind energy penetrated network: Australian network case study
CN114912943A (zh) 一种考虑碳排放交易的虚拟电厂中长期联合调度方法
CN114301081A (zh) 一种考虑蓄电池储能寿命损耗与需求响应的微电网优化方法
Hong et al. Optimal capacity allocation strategy and economic analysis of grid side-user side energy storage system based on cooperative game
CN117391718A (zh) 一种基于动态减排因子的绿电-ccer互认交易系统
JP6549896B2 (ja) 電力需要調整装置、電力需要調整方法及び電力需要調整プログラム
CN115441494A (zh) 基于柔性直流互联系统的换流站容量优化配置方法和装置
CN107886197A (zh) 一种负荷响应对系统消耗可再生电力能力的优化方法
Awad Novel planning and market models for energy storage systems in smart grids
CN111130101B (zh) 一种多端口能量路由器多场景容量配置优化方法
CN117411089B (zh) 一种基于动态碳排放责任因子的微网低碳运行方法及系统
Qing et al. Economic Analysis of New Energy Storage for Large Industrial User-Side
Xie et al. Design of Peak Cutting Listing Trading Considering Strategic Quotation of Load Aggregators

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant