CN112736986A - 一种基于变电站扩展的多站融合设施综合能效系统 - Google Patents

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金强
丁羽頔
李红军
邹颖
冯明灿
陈晶
郑宇光
袁福生
李强
杨露露
苗常海
张丽
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Abstract

本发明公开了一种基于变电站扩展的多站融合设施综合能效系统，涉及变电站扩展技术领域，包括变电站和主变压器，其中变电站通过主变压器连接常规负荷，所述主变压器还连接有数据中心端、汽车充电端、光伏端和储能端。本发明能够适应含储能系统、光伏系统、电动汽车充换电系统、数据中心等一个或多个元素接入融合运行的多站融合项目，而且所提供的能效计量方案，可以解决单一元素，如储能系统、光伏系统、电动汽车充换电系统、数据中心等能效测量和计算需求，另外可以计算含储能系统、光伏系统、电动汽车充换电系统、数据中心等一个或多个元素接入融合运行的多站融合项目的综合能效测量和计算需求，适应性强且满足不同应用场景需求。

Description

一种基于变电站扩展的多站融合设施综合能效系统
技术领域
本发明涉及变电站扩展技术领域，具体来说，涉及一种基于变电站扩展的多站融合设施综合能效系统。
背景技术
变电站规划是电力系统规划中的重要组成部分，变电站规划方案的结果将影响整个配电网的网架结构、投资和运行的经济性及供电可靠性。由于电力负荷是逐年增长的，规划期内变电站的建设顺序应该满足各阶段的负荷需求。协调目标年及中间年变电站的规划方案，实现规划区域变电站发展的经济过渡，具有重大的现实意义，也是变电站规划中的主要研究方向。
多站融合是涉及跨行业、跨专业、跨领域的复杂的集成系统工程项目。目前，对于电力设施能效的相关研究主要关注于变电站等单站的设备能效计算和评价。从现有的研究成果看，国内外已对综合能源系统效益计算及评价指标体系展开研究，但能够适应不同元素接入的多应用场景下的融合设施综合能效的计量和评价方法尚未完全建立。
检索中国发明专利CN109919350A公开了一种考虑整体经济性的多阶段变电站扩展规划方法，包括下列步骤：以负荷饱和期作为规划期的目标年，根据目标年规划地区负荷水平，在不考虑分布式电源接入场景下进行变电站选址定容规划；根据目标年规划地区负荷水平、已有变电站容量、DG置信容量以及给定的变电站候选容量集；结合中间年各阶段规划地区的负荷水平，以优先减容为原则从目标年逐阶段向现状年进行回推，得到中间年变电站的规划方案；以优先去站为原则从目标年逐阶段向现状年进行回推，得到中间年变电站的规划方案；以两者中经济性最优的方案同目标年变电站规划方案共同构成多阶段变电站扩展规划方案；计算多阶段变电站扩展规划方案的整体经济性。但其仍能够适应不同元素接入的多应用场景下的融合设施综合能效的计量和评价方法尚未完全建立。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种基于变电站扩展的多站融合设施综合能效系统，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种基于变电站扩展的多站融合设施综合能效系统，包括变电站和主变压器，其中变电站通过主变压器连接常规负荷，所述主变压器还连接有数据中心端、汽车充电端、光伏端和储能端。
进一步的，所述主变压器电量信息为Q1，且所述变电站通过主变压器连接常规负荷其电量信息为Q2。
进一步的，所述数据中心端包括空调和服务器，其空调电量信息为Q3，所述服务器电量信息为Q4。
进一步的，所述汽车充电端包括充电桩和充电输出接口，其充电桩电量信息为Q5，所述充电输出接口电量信息为Q6。
进一步的，所述光伏端包括逆变器和光伏组件，其所述逆变器电量信息为Q7，所述光伏组件电量信息为Q8。
进一步的，所述储能端包括输入接口和输入接口，其所述输入接口电量信息为Q9，所述输入接口电量信息为Q10。
进一步的，还包括以下步骤：
标定有效用能Qc＝Q2+Q4+Q6+Q9；
标定综合功能QS＝Q1+Q7+Q10；
标定综合能效＝QC/QS*100％。
本发明的有益效果：
本发明基于变电站扩展的多站融合设施综合能效系统，相较传统计量方案，不仅能够适应含储能系统、光伏系统、电动汽车充换电系统、数据中心等一个或多个元素接入融合运行的多站融合项目，而且所提供的能效计量方案，可以解决单一元素，如储能系统、光伏系统、电动汽车充换电系统、数据中心等能效测量和计算需求，另外可以计算含储能系统、光伏系统、电动汽车充换电系统、数据中心等一个或多个元素接入融合运行的多站融合项目的综合能效测量和计算需求，适应性强且满足不同应用场景需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的一种基于变电站扩展的多站融合设施综合能效系统的原理框图。
图中：
1、数据中心端；2、汽车充电端；3、光伏端；4、储能端。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的实施例，提供了一种基于变电站扩展的多站融合设施综合能效系统。
如图1所示，根据本发明实施例的基于变电站扩展的多站融合设施综合能效系统，包括变电站和主变压器，其中变电站通过主变压器连接常规负荷，所述主变压器还连接有数据中心端1、汽车充电端2、光伏端3和储能端4。
其中，所述主变压器电量信息为Q1，且所述变电站通过主变压器连接常规负荷其电量信息为Q2。
其中，所述数据中心端1包括空调和服务器，其空调电量信息为Q3，所述服务器电量信息为Q4。
其中，所述汽车充电端2包括充电桩和充电输出接口，其充电桩电量信息为Q5，所述充电输出接口电量信息为Q6。
其中，所述光伏端3包括逆变器和光伏组件，其所述逆变器电量信息为Q7，所述光伏组件电量信息为Q8。
其中，所述储能端4包括输入接口和输入接口，其所述输入接口电量信息为Q9，所述输入接口电量信息为Q10。
其中，还包括以下步骤：
标定有效用能Qc＝Q2+Q4+Q6+Q9；
标定综合功能QS＝Q1+Q7+Q10；
标定综合能效＝QC/QS*100％。
借助于上述技术方案，通过基于变电站扩展的多站融合设施综合能效系统，相较传统计量方案，不仅能够适应含储能系统、光伏系统、电动汽车充换电系统、数据中心等一个或多个元素接入融合运行的多站融合项目，而且所提供的能效计量方案，可以解决单一元素，如储能系统、光伏系统、电动汽车充换电系统、数据中心等能效测量和计算需求，另外可以计算含储能系统、光伏系统、电动汽车充换电系统、数据中心等一个或多个元素接入融合运行的多站融合项目的综合能效测量和计算需求，适应性强且满足不同应用场景需求。
另外，具体的，将110千伏/35千伏变电站由传统电能节点作用逐步向能源流、数据流、业务流合一的枢纽功能拓展的需求，而在变电站基础上融合建设储能系统、光伏系统、电动汽车充换电系统、数据中心站等一个或多个元素。
另外，其数据中心端1，多站融合数据中心融合元素的能效评价指标主要表征数据中心能源效率，是IT负载消耗的能源与数据中心消耗的所有能源的比值。按下式计算：数据中心能效＝Q4/(Q3+Q4)其中，数据中心能耗主要考虑空调制冷系统的能耗，指标计算值应小于1，数值越大表明非IT设备耗能越少，即能效水平越好。
而汽车充电端2能效，其对于多站融合中的电动汽车充换电站融合元素，其能效主要指充电设备效率，充电机设备类型主要有三类，即不可控整流充电机、12脉波整流充电机和PWM整流充电机，从性能上看，各类型充电机都能够实现整流的功能，但是优劣各有不同，不可控整流成本低，谐波含有量高，PWM整流谐波小，但是控制复杂、成本高。目前的滤波治理装置主要有无源滤波器和有源滤波器，有源滤波器性能要优于无源滤波器。其表示为充电机输出的功率与充电机输入的有功功率的比值。其计算公式为：电动汽车充换电系统能效＝Q6/Q5*100％。
另外，光伏端3能效，其对于多站融合中光伏系统的能效评价应考虑分布式电源并网、传输损耗情况下，分布式电源的发电效率。指标表示为光伏系统的并网端口输出功率与光伏系统发电输入功率的比值。其计算公式为：光伏系统能效＝Q7/Q8*100％。
此外，对于上述储能端4来说，其储能端4能效，其储能电站综合效率应为评价周期内储能电站生产运行过程中上网电量与下网电量的比值，其中上网电量应为评价周期内储能电站向电网输送的电量总和，下网电量应为评价周期内储能电站从电网接受的电量总和。上网电量和下网电量应从储能电站与电网之间的关口计量表计取。储能系统能效＝Q10/Q9*100％。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过相较传统计量方案，不仅能够适应含储能系统、光伏系统、电动汽车充换电系统、数据中心等一个或多个元素接入融合运行的多站融合项目，而且所提供的能效计量方案，可以解决单一元素，如储能系统、光伏系统、电动汽车充换电系统、数据中心等能效测量和计算需求，另外可以计算含储能系统、光伏系统、电动汽车充换电系统、数据中心等一个或多个元素接入融合运行的多站融合项目的综合能效测量和计算需求，适应性强且满足不同应用场景需求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于变电站扩展的多站融合设施综合能效系统，变电站和主变压器，其中变电站通过主变压器连接常规负荷，其特征在于，所述主变压器还连接有数据中心端(1)、汽车充电端(2)、光伏端(3)和储能端(4)。
2.根据权利要求1所述的基于变电站扩展的多站融合设施综合能效系统，其特征在于，所述主变压器电量信息为Q1，且所述变电站通过主变压器连接常规负荷其电量信息为Q2。
3.根据权利要求2所述的基于变电站扩展的多站融合设施综合能效系统，其特征在于，所述数据中心端(1)包括空调和服务器，其空调电量信息为Q3，所述服务器电量信息为Q4。
4.根据权利要求3所述的基于变电站扩展的多站融合设施综合能效系统，其特征在于，所述汽车充电端(2)包括充电桩和充电输出接口，其充电桩电量信息为Q5，所述充电输出接口电量信息为Q6。
5.根据权利要求4所述的基于变电站扩展的多站融合设施综合能效系统，其特征在于，所述光伏端(3)包括逆变器和光伏组件，其所述逆变器电量信息为Q7，所述光伏组件电量信息为Q8。
6.根据权利要求5所述的基于变电站扩展的多站融合设施综合能效系统，其特征在于，所述储能端(4)包括输入接口和输入接口，其所述输入接口电量信息为Q9，所述输入接口电量信息为Q10。
7.根据权利要求6所述的基于变电站扩展的多站融合设施综合能效系统，其特征在于，还包括以下步骤：
标定有效用能Qc＝Q2+Q4+Q6+Q9；
标定综合功能QS＝Q1+Q7+Q10；
标定综合能效＝QC/QS*100％。
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