CN112583032A - 一种基于负荷需求为导向的储能策略配置方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及能源配置领域，尤其涉及一种基于负荷需求为导向的储能策略配置方法，包括：获取电网负荷数据，所述电网负荷数据包括新能源并网功率Pin；若新能源并网功率Pin>0，则选择新能源消纳策略；若新能源并网功率Pin＝0，则确定该电网的削峰填谷时间窗口Ttf；获取电网峰谷时间段Tfg，若电网的削峰填谷时间窗口Ttf在电网峰谷时间段Tfg内，则选择电能经济策略；若电网的削峰填谷时间窗口Ttf不在电网峰谷时间段Tfg内，则选择运行稳定策略。将选择的储能策略传递到相应台区的终端并执行。本发明根据电网负荷数据中的新能源并网功率Pin选择对应的储能策略，降低负荷峰谷差对电网运行安全稳定的压力，提高电网对新能源的消纳能力，同时提高电网设备的利用率。

Description

一种基于负荷需求为导向的储能策略配置方法
技术领域
本发明涉及能源配置领域，尤其涉及一种基于负荷需求为导向的储能策略配置方法。
背景技术
随着现代化的不断建设发展、科学技术日新月异，新能源发电设备装机容量急剧提升，浙江省积极建设国家清洁能源示范省，因地制宜发展清洁能源项目，截至2019年底，共核准海上风电407万千瓦，建成25.2万千瓦，光伏装机从2015年的220万千瓦提升至2019年的1339万千瓦，增长6.1倍，清洁能源消费比重持续上升，清洁能源占一次能源比重从2015年的21％提升至2019年的28％左右。
新能源发电对电网影响日益严重，但新能源发电具有极强的随机性和不确定性，在用电规律大致相同的区域，极易出现因新能源发电的不规律性而导致的负荷低谷期出现大量余电上网或在负荷高峰期出现新能源发电能力弱而导致电网馈线和变压器压力过大，为电网稳定运行带来了极大的挑战和运行压力。当前条件下为保证电网的稳定运行，对不具备接入主电网条件的新能源发电设备的余电只能采取弃电措施。
因此利用储能的快速吞吐能力，参与电网的削峰填谷已成为解决新能源发电余电浪费的有效方案。利用储能在新能源发电高峰期或存在余电的情形下储存电能，在新能源发电低谷期或变压器高负荷运转情形下进行放电，可以有效降低并网光伏发电输出功率波动对电网造成的影响，实现电网负荷的就地平衡。一方面可以改善因新能源发电不规律性带来的电网运行稳定性问题，另一方面可以提高新能源发电的利用率。
但现有技术方案中，储能策略不能根据现场状况进行调整，导致新能源设备出现利用率极低或无法达到电网削峰填谷、新能源消纳的情况。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种基于负荷需求为导向的储能策略配置方法。
一种基于负荷需求为导向的储能策略配置方法，包括：
S1:获取电网负荷数据，所述电网负荷数据包括新能源并网功率Pin；
S2:若新能源并网功率Pin>0，则选择新能源消纳策略；
S3:若新能源并网功率Pin＝0，则通过设定电网变压器稳定运行的负荷上、下限值，确定该电网的削峰填谷时间窗口Ttf；
S4:获取电网峰谷时间段Tfg，若电网的削峰填谷时间窗口Ttf在电网峰谷时间段Tfg内，则选择电能经济策略；若电网的削峰填谷时间窗口Ttf不在电网峰谷时间段Tfg内，则选择运行稳定策略。
S5：将选择的储能策略传递到相应台区的终端并执行。
优选的，所述新能源消纳策略包括：
以新能源设备发电量为前提，当台区出现新能源余电上网时，储能设备进行充电；当台区负荷高于阈值时，储能设备开始放电或夜晚峰电阶段进行放电。
优选的，所述电能经济策略包括：
基于居民用电峰谷电价差定义，在峰电时段，储能设备进行放电；在谷电时段，储能设备进行充电。
优选的，所述运行稳定策略包括：
当台区负荷低于电网变压器稳定运行的负荷下限值时，储能设备进行充电；当台区负荷高于电网变压器稳定运行的负荷上限值时，储能设备进行放电。
优选的，所述设定电网变压器稳定运行的负荷上、下限值包括：
获取台区历史负荷峰谷值作为基础数据，以负荷为因变量，时间为自变量拟合函数曲线；
曲线拟合相关系数若小于0.9，则选取历史负荷峰、谷值算数平均数作为负荷上、下限值。
优选的，所述将选择的储能策略传递到相应台区的终端并执行包括：
平台侧根据选择的储能策略，将储能策略转化为策略文件，通过无线传输协议将策略文件传递到相应台区的终端；
终端解析策略文件后按照储能策略下发充、放电命令到新能源设备；
待新能源设备完成充、放电命令后将结果反馈到终端。
优选的，若策略文件传输失败，则在设定时间内重新传输。
优选的，当平台侧不存在当前储能设备的储能策略时，根据新能源并网功率选择对应的储能策略；
当平台侧存在当前储能设备的储能策略时，根据新能源并网功率选择对应的储能策略并进行更新。
优选的，当终端不存在当前储能设备的储能策略时，根据解析后的储能策略下发充、放电命令到储能设备；
当终端存在当前储能设备的储能策略时，根据解析后的储能策略进行更新并下发充、放电命令到储能设备。
优选的，所述将储能策略转化为策略文件包括：
将储能策略转化为xml格式的策略文件，所述策略文件包括：文件名、文件版本、策略类型、开始时间、结束时间、储能工作状态、储能工作功率。
本发明的有益效果：
1.根据电网负荷数据中的新能源并网功率Pin选择对应的储能策略，降低负荷峰谷差对电网运行安全稳定的压力，提高电网对新能源的消纳能力，同时提高电网设备的利用率以及经济效益；
2.储能策略以策略文件的形式进行传输，策略文件具有整体性的优点，即便策略文件传输失败，短时间内可以重新传输，避免因网络原因产生数据漏点。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明实施例一种基于负荷需求为导向的储能策略配置方法的示意流程图；
图2是本发明实施例一种基于负荷需求为导向的储能策略配置方法的策略选择流程图；
图3是本发明实施例一种基于负荷需求为导向的储能策略配置方法中负荷上、下限值设定的流程图；
图4是本发明实施例一种基于负荷需求为导向的储能策略配置方法中策略文件传输流程图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
本发明的基本思想是制定三种储能策略：新能源消纳策略、电能经济策略、运行稳定策略，根据电网负荷数据中的新能源并网功率Pin选择对应的储能策略，降低负荷峰谷差对电网运行安全稳定的压力，提高电网对新能源的消纳能力，同时提高电网设备的利用率。
新能源消纳策略定义为：区域范围内新能源监测负荷波动及上网电量，统计新能源电量值，通过设定日常储能指数进行本地新能源消纳。以新能源设备发电量为前提，当台区出现新能源余电上网时，储能设备进行充电，台区负荷高于阈值时开始放电或夜晚峰电阶段，储能设备进行放电。
电能经济策略定义为：基于居民用电峰谷电价差定义，制定峰谷电价充放电策略，即峰电时段储能设备放电、谷电时段储能设备充电。
运行稳定策略定义为：避免台区大幅度波动，引起变压器重过载、轻载以及不平衡，当变压器重过载进行储能放电分担部分负荷，当变压器轻载进行储能充电承担部分负荷；通过对台区历史负荷计算分析，设定上、下限阈值，即负荷低于下阈值储能设备进行充电，负荷高于上阈值时储能设备进行放电。
基于上述思想，本发明实施例提出一种基于负荷需求为导向的储能策略配置方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1:获取电网负荷数据，所述电网负荷数据包括新能源并网功率Pin；
S2:若新能源并网功率Pin>0，则选择新能源消纳策略；
S3:若新能源并网功率Pin＝0，则通过设定电网变压器稳定运行的负荷上、下限值，确定该电网的削峰填谷时间窗口Ttf；
S4:获取电网峰谷时间段Tfg，若电网的削峰填谷时间窗口Ttf在电网峰谷时间段Tfg内，则选择电能经济策略；若电网的削峰填谷时间窗口Ttf不在电网峰谷时间段Tfg内，则选择运行稳定策略。
S5：将选择的储能策略传递到相应台区的终端并执行。
本发明实施例的策略选择流程如图2所示，首先获取电网负荷数据中的新能源并网功率Pin，若新能源并网功率Pin>0，则选择新能源消纳策略，若新能源并网功率Pin＝0，则计算电网的削峰填谷时间窗口Ttf，获取电网峰谷时间段Tfg，若电网的削峰填谷时间窗口Ttf在电网峰谷时间段Tfg内，则选择电能经济策略；若电网的削峰填谷时间窗口Ttf不在电网峰谷时间段Tfg内，则选择运行稳定策略。
对于大部分户用新能源设备而言，这些新能源设备并不具备并网能力，如果新能源并网功率Pin>0，就会形成电势差，导致部分电流流入电网主网，对电网的运行会有一定的破坏作用。对于现在的不具备并网条件的新能源设备，如果新能源并网功率Pin>0就只能将多余的电能排到地下。
在本实施例中，当新能源并网功率Pin>0时，选择新能源消纳策略，通过设定日常储能指数进行本地新能源消纳，避免将多余的电能排到地下，通过合理的储能充放电策略对余电进行吸收存储，避免了电能的浪费，提高了经济效益。
在执行新能源消纳策略时，对电网数据进行分析，基于历史台区负荷数据、历史新能源设备发电功率、气象条件和节假日等特殊因素计算预测新能源余电并网时间、功率、电量，确定该电网中储能设备工作时间。
当新能源并网功率Pin＝0时，根据电网负荷数据确定该电网稳定运行的负荷上、下限值，确定该电网的削峰填谷时间窗口Ttf。电网峰谷时间段Tfg为电力公司定义的。若电网的削峰填谷时间窗口Ttf在电网峰谷时间段Tfg内，则选择电能经济策略，以减少台区重过载可能性，同时降低了电费。若电网的削峰填谷时间窗口Ttf不在电网峰谷时间段Tfg内，则选择运行稳定策略，避免台区大幅度波动，引起变压器重过载、轻载以及不平衡，当变压器重过载进行储能放电分担部分负荷，当变压器轻载进行储能充电承担部分负荷。
设定电网变压器稳定运行的负荷上、下限值如图3所示，获取历史负荷峰值Pmax、谷值Pmin以及时间周期T，创建训练建及测试集。训练集进行曲线拟合，测试集计算拟合系数，若拟合系数大于0.9，则选取历史负荷峰、谷值算数平均数作为负荷上、下限值，否则，重新通过训练集进行曲线拟合，直到拟合系数大于0.9。
在本实施例中，如图4所示，平台侧根据选择的储能策略，将储能策略转化为策略文件，通过无线传输协议将策略文件传递到相应台区的终端；终端解析策略文件后按照储能策略下发充、放电命令到新能源设备；待新能源设备完成充、放电命令后将结果反馈到终端。
在现有技术中，储能策略以网络数据的形式进行传输。考虑到网络不稳定性，网络数据在传输过程中会造成数据漏点，而再次传输则需要耗费较多的时间。在本实施例中，储能策略以策略文件的形式进行传输。策略文件具有整体性的优点，即便策略文件传输失败，短时间内可以重新传输，避免因网络原因产生数据漏点。
将储能策略转化为策略文件包括：将储能策略转化为xml格式的策略文件，所述策略文件包括：文件名、文件版本、策略类型、开始时间、结束时间、储能工作状态、储能工作功率等。
终端解析策略文件以获得策略文件中的内容，按照储能策略下发充、放电命令到新能源设备。
当平台侧不存在当前储能设备的储能策略时，根据新能源并网功率选择对应的储能策略；当平台侧存在当前储能设备的储能策略时，根据新能源并网功率选择对应的储能策略并进行更新。
当终端不存在当前储能设备的储能策略时，根据解析后的储能策略下发充、放电命令到储能设备；当终端存在当前储能设备的储能策略时，根据解析后的储能策略进行更新并下发充、放电命令到储能设备。
为了更直观的监控，数据采集设备采集当前新能源设备的储能状态数据、负荷数据并上传至终端，由终端上传储能状态数据、负荷数据到平台侧进行展示。
本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种基于负荷需求为导向的储能策略配置方法，其特征在于，包括：
S1:获取电网负荷数据，所述电网负荷数据包括新能源并网功率Pin；
S2:若新能源并网功率Pin>0，则选择新能源消纳策略；
S3:若新能源并网功率Pin＝0，则通过设定电网变压器稳定运行的负荷上、下限值，确定该电网的削峰填谷时间窗口Ttf；
S4:获取电网峰谷时间段Tfg，若电网的削峰填谷时间窗口Ttf在电网峰谷时间段Tfg内，则选择电能经济策略；若电网的削峰填谷时间窗口Ttf不在电网峰谷时间段Tfg内，则选择运行稳定策略；
S5：将选择的储能策略传递到相应台区的终端并执行。
2.根据权利要求1所述的一种基于负荷需求为导向的储能策略配置方法，其特征在于，所述新能源消纳策略包括：
以新能源设备发电量为前提，当台区出现新能源余电上网时，储能设备进行充电；当台区负荷高于阈值时，储能设备开始放电或夜晚峰电阶段进行放电。
3.根据权利要求1所述的一种基于负荷需求为导向的储能策略配置方法，其特征在于，所述电能经济策略包括：
基于居民用电峰谷电价差定义，在峰电时段，储能设备进行放电；在谷电时段，储能设备进行充电。
4.根据权利要求1所述的一种基于负荷需求为导向的储能策略配置方法，其特征在于，所述运行稳定策略包括：
当台区负荷低于电网变压器稳定运行的负荷下限值时，储能设备进行充电；当台区负荷高于电网变压器稳定运行的负荷上限值时，储能设备进行放电。
5.根据权利要求1所述的一种基于负荷需求为导向的储能策略配置方法，其特征在于，所述设定电网变压器稳定运行的负荷上、下限值包括：
获取台区历史负荷峰谷值作为基础数据，以负荷为因变量，时间为自变量拟合函数曲线；
曲线拟合相关系数若小于0.9，则选取历史负荷峰、谷值算数平均数作为负荷上、下限值。
6.根据权利要求1～5任一项所述的一种基于负荷需求为导向的储能策略配置方法，其特征在于，所述将选择的储能策略传递到相应台区的终端并执行包括：
平台侧根据选择的储能策略，将储能策略转化为策略文件，通过无线传输协议将策略文件传递到相应台区的终端；
终端解析策略文件后按照储能策略下发充、放电命令到新能源设备；
待新能源设备完成充、放电命令后将结果反馈到终端。
7.根据权利要求6所述的一种基于负荷需求为导向的储能策略配置方法，其特征在于，
若策略文件传输失败，则在设定时间内重新传输。
8.根据权利要求6所述的一种基于负荷需求为导向的储能策略配置方法，其特征在于，
当平台侧不存在当前储能设备的储能策略时，根据新能源并网功率选择对应的储能策略；
当平台侧存在当前储能设备的储能策略时，根据新能源并网功率选择对应的储能策略并进行更新。
9.根据权利要求6所述的一种基于负荷需求为导向的储能策略配置方法，其特征在于，
当终端不存在当前储能设备的储能策略时，根据解析后的储能策略下发充、放电命令到储能设备；
当终端存在当前储能设备的储能策略时，根据解析后的储能策略进行更新并下发充、放电命令到储能设备。
10.根据权利要求6所述的一种基于负荷需求为导向的储能策略配置方法，其特征在于，所述将储能策略转化为策略文件包括：
将储能策略转化为xml格式的策略文件，所述策略文件包括：文件名、文件版本、策略类型、开始时间、结束时间、储能工作状态、储能工作功率。
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