CN114268172A - 一种多类型储能运营控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多类型储能运营控制方法，包括步骤如下：1)设置储能类型与参量；2)测算储能平准化电力成本；3)测算储能电站的收益；4)确定需求曲线和储能总体计划出力曲线；5)确定多类型储能响应策略。本发明通过建立储能系统成本模型和收益模型，并将新能源消纳需求、辅助服务需求和紧急功率支撑需求进行综合考虑，提出多类型储能系统响应需求的运营方法，有效地提高储能电站的收益，进而提高储能参与电力服务的积极性。

Description

一种多类型储能运营控制方法

技术领域

本发明涉及一种多类型储能运营控制方法，属于储能技术领域。

背景技术

储能系统作为一种灵活的能量转移资源，在现代电力系统中发挥着重要的作用，并在世界范围内得到广泛应用。近年来，国内外大规模发展以风电、光伏为主的可再生能源成为解决能源危机和环境污染问题的重要手段。但是由于可再生能源出力具有间歇性和波动性，因此在实际电力系统运行中新能源的消纳也成为目前比较棘手的问题。并且随着电网面临着新能源接入突增和峰谷差进一步增大，这给电网的调节也带来了巨大的挑战。而储能技术具有快速响应、双向调节、配置灵活等特点，因此成为电力调节系统的关键支撑，可以有效提升新能源消纳水平、缓解电网调峰调频压力、提升电网运行的灵活性。

储能技术在电力系统中的技术应用和产业发展中存在着诸多因素，而储能成本和储能收益是两个重要因素，储能电站通过参与新能源消纳、调峰调频辅助服务和紧急功率支撑等获取收益。因此储能的成本测算和收益测算也显得尤为重要。通过测算不同需求时的储能收益，来确定储能电站响应需求的运营策略。因此本发明提出一种涉及成本及收益的多类型储能系统运营方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多类型储能运营控制方法，建立储能成本模型和参与辅助服务的收益模型，通过输入储能类型、储能的功率和容量、充放电响应速度、储能投资成本、平准化电力成本、购电成本、电价等信息，根据预测数据确定储能电站的需求曲线，通过测算储能的年平准化电力成本和辅助服务收益，提出不同需求下多类型储能的响应策略，从而更好地辅助电力系统运行和响应需求的同时，实现储能电站运营效益。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种多类型储能运营控制方法，包括步骤如下：

1)设置储能类型与参量；

2)测算储能平准化电力成本；

3)测算储能电站的收益；

4)确定需求曲线和储能总体计划出力曲线；

5)确定多类型储能响应策略。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现：

前述一种多类型储能运营控制方法，步骤1)所述储能类型包括但不限于锂离子电池储能、抽水蓄能；所述储能参量包括但不限于各类型储能的功率、初始容量、充放电响应速度、储能系统成本、功率转换成本、设计安装成本、消防成本、年等效成本、年运维成本、年平准化电力成本、购电成本、调峰电价。

前述一种多类型储能运营控制方法，步骤2)所述储能成本包括但不限于各类型储能电站投资成本、运维成本、平准化电力成本；所述储能电站投资成本包括但不限于电池储能系统成本、功率转换成本、设计安装成本和消防设施成本；

储能第n年的电站运维成本为：

C_{YW_n}＝X_nP_ESS+Y_nQ_n

其中P_ESS为储能电站额定功率，C_{YW_n}是储能运维成本，X_n为第n年储能的单位功率年运行维护成本系数，Y_n为第n年储能的单位容量年运行维护成本系数，Q_n为第n年的储能放电电量；

储能电站第n年的等效投资成本与总成本C_total和储能电池的衰减特性有关，储能电池的衰减曲线f(n)由第n年的剩余可用容量E_n和初始可用容量E_ess来确定：

第n年的等效投资成本为f(n)C_N；

储能电站第n年的基本成本费用为：第n年的运维成本+第n年的等效投资成本；

储能电站第n年的平准化电力成本为：第n年的基本成本费用/第n年的放电电量。

前述一种多类型储能运营控制方法，步骤3)所述储能电站的收益包括但不限于新能源消纳收益、辅助服务收益和紧急功率支撑收益；

新能源消纳的收益模型指低价从新能源发电场购买无法及时被消纳的电量，高价卖出赚取差价，其购电成本＝购电电价×购电电量；

所述储能调峰辅助服务的收益模型为：

I_TF＝Q_n(P-C_n)

其中，I_TF为年收益额；P为电价；Q_n为储能系统的年放电量；C_n为储能系统年平准化电力成本。

前述一种多类型储能运营控制方法，步骤4)所述需求曲线包括但不限于新能源消纳需求曲线、辅助服务需求曲线和紧急功率支撑的需求曲线，根据新能源场站在不同时刻的出力预测上下限，来确定新能源在各时刻的最小出力；再结合调度部门的调度指令，确定新能源的消纳需求曲线；然后根据负荷预测数据确定辅助服务功率需求曲线；通过对新能源消纳曲线、辅助服务需求曲线和紧急功率支撑需求曲线的分析整理，计算储能电站各时段的充放电功率。

前述一种多类型储能运营控制方法，步骤5)所述储能响应策略包括但不限于根据电力市场确定各个时刻的电价曲线，根据需求判断不同储能类型的充放电方案：

①在没有辅助服务和紧急功率支撑时，根据需求曲线，选择在电价较低时储能电站进行充电；

②在只有辅助服务需求时或者紧急功率支撑需求时，通过判断所需容量和功率，选择储能电站出力，如果两个储能系统的容量和功率均小于所需功率和容量，则两个储能电站同时出力，根据两个储能电站的电量损耗以及储能系统的平准化电力成本确定参与辅助服务的优先顺序；

③在同时多个辅助服务时，通过测算收益，以及平准化电力成本，选择对收益较高的一方进行电力服务；

④在同时出现辅助服务和紧急功率支撑时，通过计算当前储能容量和功率是否能够响应功率支撑，如果不能则放弃响应，而进行辅助服务；如果能够响应紧急功率支撑的需求，则优先进行紧急功率支撑，多余容量可进行力所能及的辅助服务。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过建立储能系统成本模型和收益模型，并将新能源消纳需求、辅助服务需求和紧急功率支撑需求进行综合考虑，提出多类型储能系统响应需求的运营方法，有效地提高储能电站的收益，进而提高储能参与电力服务的积极性。

附图说明

图1是本发明的运营控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明一种多类型储能运营控制方法，包括步骤如下：

(1)设置储能类型与参量：

所述储能类型包括但不限于锂离子电池储能、抽水蓄能；所述储能参量包括但不限于各类型储能的功率、初始容量、充放电响应速度、储能系统成本、功率转换成本、设计安装成本、消防成本、年等效成本、年运维成本、年平准化电力成本、购电成本、调峰电价；

(2)测算储能平准化电力成本：

储能成本包括但不限于各类型储能电站投资成本、运维成本、平准化电力成本；所述储能电站投资成本包括但不限于电池储能系统成本、功率转换成本、设计安装成本和消防设施成本；

储能第n年的电站运维成本为：

C_{YW_n}＝X_nP_ESS+Y_nQ_n

其中P_ESS为储能电站额定功率，C_{YW_n}是储能运维成本，X_n为第n年储能的单位功率年运行维护成本系数，Y_n为第n年储能的单位容量年运行维护成本系数，Q_n为第n年的储能放电电量；

储能电站第n年的等效投资成本与总成本C_total和储能电池的衰减特性有关，储能电池的衰减曲线f(n)由第n年的剩余可用容量E_n和初始可用容量E_ess来确定：

第n年的等效投资成本为f(n)C_N；

储能电站第n年的基本成本费用为：第n年的运维成本+第n年的等效投资成本；

储能电站第n年的平准化电力成本为：第n年的基本成本费用/第n年的放电电量；

(3)测算储能电站的收益：

储能电站的收益包括但不限于新能源消纳收益、辅助服务收益和紧急功率支撑收益；

新能源消纳的收益模型指低价从新能源发电场购买无法及时被消纳的电量，高价卖出赚取差价，其购电成本＝购电电价×购电电量；

所述储能调峰辅助服务的收益模型为：

I_TF＝Q_n(P-C_n)

其中，I_TF为年收益额；P为电价；Q_n为储能系统的年放电量；C_n为储能系统年平准化电力成本；

(4)确定需求曲线和储能总体计划出力曲线：

所述需求曲线包括但不限于新能源消纳需求曲线、辅助服务需求曲线和紧急功率支撑的需求曲线，根据新能源场站在不同时刻的出力预测上下限，来确定新能源在各时刻的最小出力；再结合调度部门的调度指令，确定新能源的消纳需求曲线；然后根据负荷预测数据确定辅助服务功率需求曲线；通过对新能源消纳曲线、辅助服务需求曲线和紧急功率支撑需求曲线的分析整理，计算储能电站各时段的充放电功率；

(5)确定多类型储能响应策略：

储能响应策略包括但不限于根据电力市场确定各个时刻的电价曲线，根据需求判断不同储能类型的充放电方案：

①在没有辅助服务和紧急功率支撑时，根据需求曲线，选择在电价较低时储能电站进行充电；

②在只有辅助服务需求时或者紧急功率支撑需求时，通过判断所需容量和功率，选择储能电站出力，如果两个储能系统的容量和功率均小于所需功率和容量，则两个储能电站同时出力，根据两个储能电站的电量损耗以及储能系统的平准化电力成本确定参与辅助服务的优先顺序；

③在同时多个辅助服务时，通过测算收益，以及平准化电力成本，选择对收益较高的一方进行电力服务；

④在同时出现辅助服务和紧急功率支撑时，通过计算当前储能容量和功率是否能够响应功率支撑，如果不能则放弃响应，而进行辅助服务；如果能够响应紧急功率支撑的需求，则优先进行紧急功率支撑，多余容量可进行力所能及的辅助服务。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种多类型储能运营控制方法，其特征在于，包括步骤如下：

1)设置储能类型与参量；

2)测算储能平准化电力成本；

3)测算储能电站的收益；

4)确定需求曲线和储能总体计划出力曲线；

5)确定多类型储能响应策略。

2.如权利要求1所述一种多类型储能运营控制方法，其特征在于，步骤1)所述储能类型包括但不限于锂离子电池储能、抽水蓄能；所述储能参量包括但不限于各类型储能的功率、初始容量、充放电响应速度、储能系统成本、功率转换成本、设计安装成本、消防成本、年等效成本、年运维成本、年平准化电力成本、购电成本、调峰电价。

3.如权利要求1所述一种多类型储能运营控制方法，其特征在于，步骤2)储能成本包括但不限于各类型储能电站投资成本、运维成本、平准化电力成本；所述储能电站投资成本包括但不限于电池储能系统成本、功率转换成本、设计安装成本和消防设施成本；

储能第n年的电站运维成本为：

C_{YW_n}＝X_nP_ESS+Y_nQ_n

其中P_ESS为储能电站额定功率，C_{YW_n}是储能运维成本，X_n为第n年储能的单位功率年运行维护成本系数，Y_n为第n年储能的单位容量年运行维护成本系数，Q_n为第n年的储能放电电量；

储能电站第n年的等效投资成本与总成本C_total和储能电池的衰减特性有关，储能电池的衰减曲线f(n)由第n年的剩余可用容量E_n和初始可用容量E_ess来确定：

第n年的等效投资成本为f(n)C_N；

储能电站第n年的基本成本费用为：第n年的运维成本+第n年的等效投资成本；

储能电站第n年的平准化电力成本为：第n年的基本成本费用/第n年的放电电量。

4.如权利要求1所述一种多类型储能运营控制方法，其特征在于，步骤3)所述储能电站的收益包括但不限于新能源消纳收益、辅助服务收益和紧急功率支撑收益；

新能源消纳的收益模型指低价从新能源发电场购买无法及时被消纳的电量，高价卖出赚取差价，其购电成本＝购电电价×购电电量；

所述储能调峰辅助服务的收益模型为：

I_TF＝Q_n(P-C_n)

其中，I_TF为年收益额；P为电价；Q_n为储能系统的年放电量；C_n为储能系统年平准化电力成本。

5.如权利要求1所述一种多类型储能运营控制方法，其特征在于，步骤4)所述需求曲线包括但不限于新能源消纳需求曲线、辅助服务需求曲线和紧急功率支撑的需求曲线，根据新能源场站在不同时刻的出力预测上下限，来确定新能源在各时刻的最小出力；再结合调度部门的调度指令，确定新能源的消纳需求曲线；然后根据负荷预测数据确定辅助服务功率需求曲线；通过对新能源消纳曲线、辅助服务需求曲线和紧急功率支撑需求曲线的分析整理，计算储能电站各时段的充放电功率。

6.如权利要求1所述一种多类型储能运营控制方法，其特征在于，步骤5)所述储能响应策略包括但不限于根据电力市场确定各个时刻的电价曲线，根据需求判断不同储能类型的充放电方案：

①在没有辅助服务和紧急功率支撑时，根据需求曲线，选择在电价较低时储能电站进行充电；

②在只有辅助服务需求时或者紧急功率支撑需求时，通过判断所需容量和功率，选择储能电站出力，如果两个储能系统的容量和功率均小于所需功率和容量，则两个储能电站同时出力，根据两个储能电站的电量损耗以及储能系统的平准化电力成本确定参与辅助服务的优先顺序；

③在同时多个辅助服务时，通过测算收益，以及平准化电力成本，选择对收益较高的一方进行电力服务；

④在同时出现辅助服务和紧急功率支撑时，通过计算当前储能容量和功率是否能够响应功率支撑，如果不能则放弃响应，而进行辅助服务；如果能够响应紧急功率支撑的需求，则优先进行紧急功率支撑，多余容量可进行力所能及的辅助服务。

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