CN112018791A

CN112018791A - 一种多节点共享储能功率配置方法及装置

Info

Publication number: CN112018791A
Application number: CN202010921168.1A
Authority: CN
Inventors: 刘根才; 杨智诚; 索智勇; 陆志欣; 郭国伟; 李浩成; 刘献; 马锋; 梁自维; 刘鹏祥; 徐欣慰; 吴柏涛; 陈健卯; 彭俊杰; 麦丽莹; 梁德敏
Original assignee: Guangdong Power Grid Co Ltd; Foshan Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Corp
Current assignee: Guangdong Power Grid Co Ltd; Foshan Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Corp
Priority date: 2020-09-04
Filing date: 2020-09-04
Publication date: 2020-12-01
Anticipated expiration: 2040-09-04
Also published as: CN112018791B

Abstract

本发明提供一种多节点共享储能功率配置方法及装置，方法包括：对某一供电区域内电压等级相同的变电站节点进行编号；获取该供电区域内各节点的年负荷曲线；从各节点的年负荷曲线中获取各节点超出变压器的额定容量的月份及超出容量，并计算各节点超出其变压器额定容量的次数；利用节点编号、各节点超出变压器额定容量的月份及超出容量构造一数组；根据超出容量对构造的数组进行排序，得到新的数组；对新的数组进行拆分，得到至少两个子数组；利用各子数组中的最大超出容量为对应子数组配置共享储能功率。本申请通过对供电区域内多节点进行储能配置，能够使储能得到最大化的利用，且本申请简单易行、实用性强。

Description

一种多节点共享储能功率配置方法及装置

技术领域

本发明涉及电力工程技术领域，更具体地，涉及一种多节点共享储能功率配置方法及装置。

背景技术

在有多个待增容变电站节点的供电区域内，合理配置共享储能功率，可以延缓或降低配网的增容投资，并提高储能设备的利用率。

针对储能配置问题，现有技术通常采用遗传算法、粒子群算法等，在储能接入位置层面，优化储能接入位置及功率，优化结果为固定选址，不利于提高储能设备的利用率。

申请号为201210475575.X的专利说明书中公开了一种适合于含风电电力系统储能功率的优化配置方法，本申请方法包括：包括S1获取含风电电力系统的风功率和负荷的样本数据；S2根据所述样本数据和储能功率配置模型获得正、负旋转备用容量；所述储能功率配置模型以调度周期内电力系统使用的储能功率最小为目标函数，以电力系统中火电机组的额定总出力上限与储能功率上限之和大于实际发生的净负荷值为正旋转备用机会约束，以电力系统中火电机组的额定出力总下限与储能功率下限之和小于实际发生的净负荷值为负旋转备用机会约束；S3根据正、负旋转备用容量获得含风电电力系统应对净负荷预测误差所需的最优储能功率配置。本发明能获得最小储能功率配置，保证安全运行，节约成本。然而，该专利无法实现需要配置储能的节点进行拆分，拆分得到的各子数组只配置一组储能并共享使用，使得储能在全年利用率更高。

发明内容

本发明提供一种多节点共享储能功率配置方法，该方法对需要配置储能的节点进行拆分，拆分得到的各子数组只配置一组储能并共享使用，使得储能在全年利用率更高。

本发明的又一目的在于提供一种多节点共享储能功率配置装置。

为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：

一种多节点共享储能功率配置方法，其包括以下步骤：

对某一供电区域内电压等级相同的变电站节点进行编号；

获取该供电区域内各节点的年负荷曲线；

从各节点的年负荷曲线中获取各节点超出变压器的额定容量的月份及超出容量，并计算各节点超出其变压器额定容量的次数；

利用节点编号、各节点超出变压器额定容量的月份及超出容量构造一数组；

根据超出容量对构造的数组进行排序，得到新的数组；

根据超出该节点变压器额定容量的月份对新的数组进行拆分，得到至少两个子数组；

利用各子数组中的最大超出容量为对应子数组配置共享储能功率。

上述多节点共享储能功率配置方法中，构造的数组的第0列为节点编号，该数组的第1列为超出该节点变压器额定容量的月份，该数组的第2列为超出容量；

上述多节点共享储能功率配置方法中，所述步骤根据超出容量对构造的数组进行排序得到新的数组中，对构造的数组进行排序采用升序排列或降序排列。

进一步地，所述对构造的数组进行排序采用升序排列时，排序的具体过程为：

构造的数组设置为a[m][3]，其中，m<＝12c，且m为整数，c表示节点个数；

设置临时存储数组temp；

当j＝0～(m-1)时，如果a[j][2]>＝a[j+1][2]，则令temp＝a[j][]，a[j][]＝a[j+1][]，a[j+1][]＝temp；

排序步骤重复m-1次，得到新的数组a[m][3]_new。

更进一步地，所述步骤对新的数组进行拆分得到至少两个子数组的具体过程为：

将元素a[i][1]分别与元素a[i-1][1]、a[i-2][1]…a[0][1]进行比较，其中，i＝1～(m-1)；

如果a[i][1]＝a[i-s][1]，s＝1～(m-2)，则将a[0][]～a[i-1][]拆分出来构成第一个子数组；

从a[i+1][]行开始，重复以上拆分过程对数组a[m][3]_new剩余的部分继续进行拆分，直至数组拆分完毕。

更进一步地，所述步骤利用各子数组中的最大超出容量为对应子数组配置共享储能功率的具体过程为：

假设为拆分成的第n个子数组所配置的共享储能功率为P_n，则Pn＝max(b[r][2])，r<＝k-1，k表示第n个子数组的行数。

根据本申请实施例的第二方面，本申请还提供了一种多节点共享储能功率配置装置，其包括：

存储器和处理器，

所述处理器被配置为基于存储在存储器中的指令，执行上述任一项所述的多节点共享储能功率配置方法。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

本发明在技术层面，本申请多节点共享储能功率配置方法将储能作为可调度资源，根据负荷特性和各节点变压器容量情况，对需要配置储能的节点进行拆分，拆分得到的各子数组只配置一组储能并共享使用，使得储能在全年利用率更高。在应用层面，本申请多节点共享储能功率配置方法简单易行、实用性强。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种多节点共享储能功率配置方法的流程图；

图2为供电区域内编号为1的节点的年最大负荷曲线图；

图3为供电区域内编号为2的节点的年最大负荷曲线图；

图4为供电区域内编号为3的节点的年最大负荷曲线图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

如图1所示，本申请提供的多节点共享储能功率配置方法包括以下步骤：

S1、对某一供电区域内电压等级相同的变电站节点进行编号。

假设共c个节点，则编号依次为1～c。

S2、获取该供电区域内各节点的年负荷曲线。

S3、从各节点的年负荷曲线中获取各节点超出变压器的额定容量的月份及超出容量，并计算各节点超出其变压器额定容量的次数。

其中，各节点超出其变压器额定容量一次则计数一次，次数合计为m。

S4、利用节点编号以及步骤S3获取的各节点超出变压器额定容量的月份及超出容量构造数组a[m][3]，将节点编号、各节点超出变压器额定容量的月份及超出容量存入数组a[m][3]中。其中，m<＝12c，且m为整数。

其中，该数组的第0列表示节点编号，即a[][0]＝节点编号；

该数组的第1列表示超出该节点变压器额定容量的月份，即a[][1]＝超出该节点变压器额定容量的月份；

该数组的第2列表示超出容量，即a[][2]＝超出容量。

S5、根据超出容量对数组a[m][3]进行排序，得到新的数组a[m][3]new，其中，排序可以采用升序排列，也可以采用降序排列。

当进行升序排列时，排序的具体过程为：

设置临时存储数组temp；

当j＝0～(m-1)时，如果a[j][2]>＝a[j+1][2]，则令temp＝a[j][]，a[j][]＝a[j+1][]，a[j+1][]＝temp，排序步骤重复m-1次，得到新的数组a[m][3]_new。

S6、对新的数组a[m][3]_new进行拆分，得到至少两个子数组，其具体过程为：

将元素a[i][1]分别与元素a[i-1][1]、a[i-2][1]…a[0][1]进行比较，其中，i＝1～(m-1)。

如果a[i][1]＝a[i-s][1]，s＝1～(m-2)，则将a[0][]～a[i-1][]拆分出来构成第一个子数组。

从a[i+1][]开始，重复以上拆分过程对数组a[m][3]_new剩余的部分继续进行拆分，直至数组拆分完毕。

例如，首先，将元素a[1][1]与元素a[0][1]进行比较，如果a[1][1]＝a[0][1]，表示月份相同，则将元素a[0][1]所在的行拆分出来构成第一个子数组。

其次，对数组a[m][3]_new的剩余部分继续进行拆分，得到分组结果。

假设将数组a[m][3]_new共拆分成N个子数组，每个子数组用bn表示，n＝1～N。

S7、利用各子数组中的最大超出容量为对应子数组配置共享储能功率。

假设为为拆分成的第n个子数组所配置的共享储能功率为Pn，则Pn＝max(b[r][2])，r<＝k-1，k表示第n个子数组的行数。

在技术层面，与各点均配置储能来缓解变压器容量不足相比，本申请多节点共享储能功率配置方法将储能作为可调度资源，根据负荷特性和各节点变压器容量情况，对需要配置储能的节点进行拆分，拆分得到的各子数组只配置一组储能并共享使用，使得储能在全年利用率更高。在应用层面，本申请多节点共享储能功率配置方法简单易行、实用性强。

为便于更清楚地理解上述多节点共享储能功率配置方法的流程，下面采用具体的实施例进行说明。

假设某一供电区域内共3个10kV的变电站节点，节点编号依次设置为1、2、3。

如图2～4所示，获取该供电区域内编号为1、2、3的节点的年最大负荷曲线。

假设节点1变压器的额定容量为50MW，节点2变压器的额定容量为60MW，节点3变压器的额定容量为100MW，从图2～4所示的节点1～3的容量可以看出：

对于节点1，超出变压器额定容量的月份为2月和8月，超出容量分别为5MW和5MW。

对于节点2，超出变压器额定容量的月份为1月、7月、8月和12月，超出容量分别为25MW、20MW、25MW和30MW。

对于节点3，超出变压器额定容量的月份为6月和9月，超出容量分别为10MW和10MW。

每个节点超出其变压器额定容量一次则计数一次，次数合计为m，在本实施例中m＝8。

定义数组a[8][3]，其中，该数组的第0列表示节点编号，第1列表示超出该节点变压器额定容量的月份，第2列表示超出容量，即数组a[8][3]具体为：

根据超出容量对数组a[8][3]进行升序排列，其具体过程为：

设置临时存储数组temp；

当j＝0～7时，如果a[j][2]>＝a[j+1][2]，则令temp＝a[j][]，a[j][]＝a[j+1][]，a[j+1][]＝temp，排序步骤重复7次，得到新的数组a[8][3]_new。

对新的数组a[8][3]new进行拆分操作，其具体过程为：

由于月份不能重复，因此从元素a[1][1]开始，将元素a[1][1]与元素a[0][1]进行比较，将元素a[2][1]分别与元素a[1][1]和a[0][1]进行比较，将元素a[3][1]分别与元素a[2][1]、a[1][1]和a[0][1]进行比较，将元素a[4][1]分别与元素a[3][1]、a[2][1]、a[1][1]和a[0][1]进行比较，将元素a[5][1]分别与元素a[4][1]、a[3][1]、a[2][1]、a[1][1]和a[0][1]进行比较，将元素a[6][1]分别与元素a[5][1]、a[4][1]、a[3][1]、a[2][1]、a[1][1]和a[0][1]进行比较，由于a[6][1]＝8，a[1][1]＝8，因此将行a[0][]、a[1][]、a[2][]、a[3][]、a[4][]和a[5][]拆分出来构成第一个子数组b1，即第一个子数组b1为：

从行a[6][]开始，按照以上拆分过程对a[8][3]_new中剩余的部分继续进行拆分。由于数组a[8][3]_new中剩余的部分只有行a[6][]和a[7][]，且元素a[6][1]与元素a[7][1]并不相等，因此数组a[8][3]_new中剩余的部分构成第二个子数组b2，至此数组a[8][3]_new拆分完毕。其中，第二个子数组b2为：

也就是说，数组a[8][3]_new共拆分成2个子数组，第一个子数组为b1，第二个子数组为b2。

为各个子数组配置共享储能功率，其具体过程为：

为第一个子数组b1配置的共享储能功率为P1＝25MW。

为第二个子数组b2配置的共享储能功率为P2＝30MW。

根据现有技术对节点1、2和3的功率分别进行配置，为节点1配置储能5MW，利用时间为2月和8月，则储能年利用率为2/12＝16.7％。

为节点2配置储能30MW，利用时间为1月、7月、8月和12月，则储能年利用率为4/12＝33.3％。

为节点3配置储能10MW，利用时间为6月和9月，则储能年利用率为2/12＝16.7％。

节点1、2和3的储能平均年利用率为(16.7％+33.3％+16.7％)/3＝22.2％。

根据本申请多节点共享储能功率配置方法对节点1、2和3的功率进行配置，其具体包括分别为第一个子数组和第二个子数组中的各节点配置储能。

为第一个子数组配置储能25MW，其中，节点1利用时间为2月和8月；节点2利用时间为1月和7月；节点3利用时间为6月和9月。

为第二个子数组配置储能30MW，其中，节点2利用时间为8月和12月。

其中，第一个子数组的储能年利用时间为6个月，年利用率为6/12＝50％。第二个子数组的储能年利用时间为2个月，年利用率为2/12＝16.7％。这两个子数组的储能平均年利用率为(50％+16.7％)/2＝33.3％。

与采用现有技术对节点的储能进行配置相比，采用本申请多节点共享储能功率配置方法，储能平均年利用率能够提高(33.3％-22.2％)/22.2％＝50％。

在示例性实施例中，本申请实施例还提供了一种多节点共享储能功率配置装置，其包括存储器和处理器，处理器被配置为基于存储在存储器中的指令，执行本申请中任一个实施例中的多节点共享储能功率配置方法。

其中，存储器可以为系统存储器或固定非易失性存储介质等，系统存储器可以存储有操作系统、应用程序、引导装载程序、数据库以及其他程序等。

在示例性实施例中，本申请实施例还提供了一种计算机存储介质，是计算机可读存储介质，例如，包括计算机程序的存储器，上述计算机程序可由处理器执行，以完成本申请中任一个实施例中的多节点共享储能功率配置方法。

相同或相似的标号对应相同或相似的部件；

附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims

1.一种多节点共享储能功率配置方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：对某一供电区域内电压等级相同的变电站节点进行编号；

S2：获取该供电区域内各节点的年负荷曲线；

S3：从各节点的年负荷曲线中获取各节点超出变压器的额定容量的月份及超出容量，并计算各节点超出其变压器额定容量的次数；

S4：利用节点编号、各节点超出变压器额定容量的月份及超出容量构造一数组；

S5：根据超出容量对构造的数组进行排序，得到新的数组；

S6：根据超出该节点变压器额定容量的月份对新的数组进行拆分，得到至少两个子数组；

S7：利用各子数组中的最大超出容量为对应子数组配置共享储能功率。

2.根据权利要求1所述的多节点共享储能功率配置方法，其特征在于，所述步骤利用节点编号、各节点超出变压器额定容量的月份及超出容量构造一数组中，构造的数组的第0列为节点编号，该数组的第1列为超出该节点变压器额定容量的月份，该数组的第2列为超出容量。

3.根据权利要求2所述的多节点共享储能功率配置方法，其特征在于，所述步骤根据超出容量对构造的数组进行排序得到新的数组中，对构造的数组进行排序采用升序排列或降序排列。

4.根据权利要求3所述的多节点共享储能功率配置方法，其特征在于，所述对构造的数组进行排序采用升序排列时，排序的具体过程为：

设置临时存储数组temp；

排序步骤重复m-1次，得到新的数组a[m][3]_new。

5.根据权利要求4所述的多节点共享储能功率配置方法，其特征在于，所述步骤根据超出该节点变压器额定容量的月份对新的数组进行拆分得到至少两个子数组的具体过程为：

6.根据权利要求5所述的多节点共享储能功率配置方法，其特征在于，如果a[i][1]＝a[i-s][1]，s＝1～(m-2)，则将行a[0][]～a[i-1][]拆分出来构成第一个子数组；

7.根据权利要求6所述的多节点共享储能功率配置方法，其特征在于，所述步骤利用各子数组中的最大超出容量为对应子数组配置共享储能功率的具体过程为：

8.一种多节点共享储能功率配置装置，其特征在于，包括：

存储器和处理器，

所述处理器被配置为基于存储在存储器中的指令，执行权利要求1～6任一项所述的多节点共享储能功率配置方法。

9.根据权利要求8所述的多节点共享储能功率配置装置，其特征在于，所述步骤利用节点编号、各节点超出变压器额定容量的月份及超出容量构造一数组中，构造的数组的第0列为节点编号，该数组的第1列为超出该节点变压器额定容量的月份，该数组的第2列为超出容量。

10.根据权利要求9所述的多节点共享储能功率配置装置，其特征在于，所述步骤根据超出容量对构造的数组进行排序得到新的数组中，对构造的数组进行排序采用升序排列或降序排列。