CN115034498A - 区域电力系统储能容量确定方法、系统、设备及存储介质 - Google Patents

区域电力系统储能容量确定方法、系统、设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明属于电力储能领域，公开了一种区域电力系统储能容量确定方法、系统、设备及存储介质，包括获取待建设的储能系统的预测运行寿命，区域电力系统在所述预测运行寿命内的预测负荷数据，以及区域电力系统现货市场在所述预测运行寿命内的预测电价数据；根据所述预测运行寿命、所述预测负荷数据以及所述预测电价数据，通过预设的区域电力系统储能容量确定模型，得到区域电力系统储能容量；输出区域电力系统储能容量。在充分考虑区域电力系统的应用需求和区域电力系统的经济性要求的前提下，完成对储能系统的优化配置，兼顾区域电力系统的整体经济性和灵活性，也在一定程度上降低区域电力系统的运行成本。

Description

区域电力系统储能容量确定方法、系统、设备及存储介质
技术领域
本发明属于电力储能领域，涉及一种区域电力系统储能容量确定方法、系统、设备及存储介质。
背景技术
储能系统可以灵活地调节自身的出力，因此在电力系统中应用广泛。同时，随着储能技术不断成熟，储能系统在电力系统发、输、配及用等环节的应用规模也不断提升。目前，储能系统的类型主要以抽水蓄能为主，电化学储能占比较低，而电化学储能作为一种调节速度快、布置灵活及建设周期短的调节资源，近年来持续快速发展，是未来应用潜力最大的储能技术。
但是，电化学储能的储能系统或相似类型的储能系统仍停留在局部场站“点”的应用层面，缺乏电力系统层面的整体规划，这导致很难准确的把握储能系统的配置容量。同时，基于储能系统相对较高的投资建设成本，不精确的配置容量使得储能系统很难实现在满足电力系统应用需求的同时满足电力系统的经济性要求，继而导致电力系统的总体运行成本增加。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种区域电力系统储能容量确定方法、系统、设备及存储介质。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
本发明第一方面，一种区域电力系统储能容量确定方法，包括：
获取待建设的储能系统的预测运行寿命，区域电力系统在所述预测运行寿命内的预测负荷数据，以及区域电力系统现货市场在所述预测运行寿命内的预测电价数据；
根据所述预测运行寿命、所述预测负荷数据以及所述预测电价数据，通过预设的区域电力系统储能容量确定模型，得到区域电力系统储能容量；
输出区域电力系统储能容量。
可选的，获取区域电力系统在所述预测运行寿命内的预测负荷数据包括：
获取区域电力系统前一年的负荷数据以及区域电力系统的年均负荷增长率；
根据区域电力系统前一年的负荷数据以及区域电力系统的年均负荷增长率，得到区域电力系统在所述预测运行寿命内的预测负荷数据。
可选的，获取区域电力系统现货市场在所述预测运行寿命内的预测电价数据包括：
获取区域电力系统现货市场前一年的最大峰谷电价比例ε峰谷,0；
根据区域电力系统现货市场前一年的最大峰谷电价比例，通过下式得到区域电力系统现货市场在所述预测运行寿命内第y年的最大峰谷电价比例ε峰谷,y：
Figure BDA0003716584580000021
其中，Pdis,max为区域电力系统储能容量，Pmax,y为第y年的最大预测负荷，α为预设电价-充裕度系数，Q为预设紧平衡原则系数；
通过下式得到区域电力系统现货市场在所述预测运行寿命内的预测电价数据：
Figure BDA0003716584580000022
其中，ey,i(t)为区域电力系统第y年第i天第t时段的预测电价，e0,i(t)为区域电力系统前一年第i天第t时段的电价。
可选的，所述区域电力系统储能容量确定模型的目标函数为：
F0＝max[FE(Pdis,max)-FEmin)][FC(Pdis,max)-FCmin)]
其中，F0为优化目标值，FE为待建设的储能系统的经济性目标函数，Pdis,max为区域电力系统储能容量，FEmin为待建设的储能系统的经济性目标函数在可行域内的最小值，FC为区域电力系统的灵活性目标函数，FCmin为区域电力系统的灵活性目标函数在可行域内的最小值；
FC＝Ltotal-Ltotal,BESS
FE＝Btotal-A
其中，Ltotal为区域电力系统未建设储能系统后在所述预测运行寿命内的负荷停电损失；Ltotal,BESS为区域电力系统建设储能系统后在所述预测运行寿命内相较于未建设储能系统减少的负荷停电损失；Btotal为待建设储能系统在所述预测运行寿命内的总收益，A为待建设储能系统的成本；
Figure BDA0003716584580000031
Figure BDA0003716584580000032
Figure BDA0003716584580000033
其中，Y为所述预测运行寿命，D为所述预测运行寿命中第y年的年运行天数，Ly,i是区域电力系统未建设储能系统后在第y年第i天的负荷停电损失，T为第i天的总时段数，c0为单位负荷停电损失，Δt为单位时间，Pload,t为区域电力系统第t个时段的平均预测负荷，Pmax,y为第y年的最大预测负荷，Q为预设紧平衡原则系数；
Figure BDA0003716584580000041
Figure BDA0003716584580000042
Figure BDA0003716584580000043
其中，Ly,i,BESS是区域电力系统建设储能系统后在第y年第i天相较于未建设储能系统减少的负荷停电损失；
Figure BDA0003716584580000044
Figure BDA0003716584580000045
其中，By,i为储能系统第y年第i天的收益，ey,i(t)为区域电力系统第y年第i天第t时段的预测电价，Pdis,t是储能系统第t时段的放电功率，Pch,t是储能系统第t时段的充电功率，E1为储能系统初始容量，γ为储能系统年等效电池容量衰减率。
可选的，所述预设紧平衡原则系数为95，所述第t时段为第t个15min。
本发明第二方面，一种区域电力系统储能容量确定系统，包括
数据获取模块，用于获取待建设的储能系统的预测运行寿命，区域电力系统在所述预测运行寿命内的预测负荷数据，以及区域电力系统现货市场在所述预测运行寿命内的预测电价数据；
处理模块，用于根据所述预测运行寿命、所述预测负荷数据以及所述预测电价数据，通过预设的区域电力系统储能容量确定模型，得到区域电力系统储能容量；
数据输出模块，用于输出区域电力系统储能容量。
可选的，所述获取模块具体用于：
获取区域电力系统前一年的负荷数据以及区域电力系统的年均负荷增长率；
根据区域电力系统前一年的负荷数据以及区域电力系统的年均负荷增长率，得到区域电力系统在所述预测运行寿命内的预测负荷数据；
获取区域电力系统现货市场前一年的最大峰谷电价比例ε峰谷,0；
根据区域电力系统现货市场前一年的最大峰谷电价比例，通过下式得到区域电力系统现货市场在所述预测运行寿命内第y年的最大峰谷电价比例ε峰谷,y：
Figure BDA0003716584580000051
其中，Pdis,max为区域电力系统储能容量，Pmax,y为第y年的最大预测负荷，α为预设电价-充裕度系数，Q为预设紧平衡原则系数；
通过下式得到区域电力系统现货市场在所述预测运行寿命内的预测电价数据：
Figure BDA0003716584580000052
其中，ey,i(t)为区域电力系统第y年第i天第t时段的预测电价，e0,i(t)为区域电力系统前一年第i天第t时段的电价。
可选的，所述区域电力系统储能容量确定模型的目标函数为：
F0＝max[FE(Pdis,max)-FEmin)][FC(Pdis,max)-FCmin)]
其中，F0为优化目标值，FE为待建设的储能系统的经济性目标函数，Pdis,max为区域电力系统储能容量，FEmin为待建设的储能系统的经济性目标函数在可行域内的最小值，FC为区域电力系统的灵活性目标函数，FCmin为区域电力系统的灵活性目标函数在可行域内的最小值；
FC＝Ltotal-Ltotal,BESS
FE＝Btotal-A
其中，Ltotal为区域电力系统未建设储能系统后在所述预测运行寿命内的负荷停电损失；Ltotal,BESS为区域电力系统建设储能系统后在所述预测运行寿命内相较于未建设储能系统减少的负荷停电损失；Btotal为待建设储能系统在所述预测运行寿命内的总收益，A为待建设储能系统的成本；
Figure BDA0003716584580000061
Figure BDA0003716584580000062
Figure BDA0003716584580000063
其中，Y为所述预测运行寿命，D为所述预测运行寿命中第y年的年运行天数，Ly,i是区域电力系统未建设储能系统后在第y年第i天的负荷停电损失，T为第i天的总时段数，c0为单位负荷停电损失，Δt为单位时间，Pload,t为区域电力系统第t个时段的平均预测负荷，Pmax,y为第y年的最大预测负荷，Q为预设紧平衡原则系数；
Figure BDA0003716584580000064
Figure BDA0003716584580000065
Figure BDA0003716584580000066
其中，Ly,i,BESS是区域电力系统建设储能系统后在第y年第i天相较于未建设储能系统减少的负荷停电损失；
Figure BDA0003716584580000067
Figure BDA0003716584580000068
其中，By,i为储能系统第y年第i天的收益，ey,i(t)为区域电力系统第y年第i天第t时段的预测电价，Pdis,t是储能系统第t时段的放电功率，Pch,t是储能系统第t时段的充电功率，E1为储能系统初始容量，γ为储能系统年等效电池容量衰减率。
本发明第三方面，一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述区域电力系统储能容量确定方法的步骤。
本发明第四方面，一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述区域电力系统储能容量确定方法的步骤。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明区域电力系统储能容量确定方法，通过获取待建设的储能系统的预测运行寿命，以及区域电力系统在所述预测运行寿命内的预测负荷数据和区域电力系统现货市场在所述预测运行寿命内的预测电价数据，进而通过预设的区域电力系统储能容量确定模型，进行储能系统的经济性与区域电力系统的灵活性之间的博弈，基于该博弈行为实现区域电力系统储能容量的优化，最终准确确定区域电力系统储能容量，进而降低区域电力系统的运行成本，保证区域电力系统稳定运行。
附图说明
图1为本发明实施例的区域电力系统储能容量确定方法流程图；
图2为本发明实施例的区域电力系统储能容量确定系统结构框图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
如背景技术中所介绍的，电化学储能的储能系统或相似类型的储能系统仍停留在局部场站“点”的应用层面，缺乏电力系统层面的整体规划，这导致很难准确的把握储能系统的配置容量。同时，基于储能系统相对较高的投资建设成本，不精确的配置容量使得储能系统很难实现在满足电力系统应用需求的同时满足电力系统的经济性要求，继而导致电力系统的总体运行成本增加。
为了改善上述问题，本发明实施例提供了一种区域电力系统储能容量确定方法，包括获取待建设的储能系统的预测运行寿命，区域电力系统在所述预测运行寿命内的预测负荷数据，以及区域电力系统现货市场在所述预测运行寿命内的预测电价数据；根据所述预测运行寿命、所述预测负荷数据以及所述预测电价数据，通过预设的区域电力系统储能容量确定模型，得到区域电力系统储能容量；输出区域电力系统储能容量。在充分考虑区域电力系统的应用需求和区域电力系统的经济性要求的前提下，完成对储能系统的优化配置，兼顾区域电力系统的整体经济性和灵活性，也在一定程度上降低区域电力系统的运行成本。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参见图1，本发明一实施例中，提供一种区域电力系统储能容量确定方法，在充分考虑区域电力系统的应用需求和区域电力系统的经济性要求的前提下，完成对储能系统的优化配置，兼顾区域电力系统的整体经济性和灵活性，也在一定程度上降低区域电力系统的运行成本。
具体的，该区域电力系统储能容量确定方法包括以下步骤：
S1：获取待建设的储能系统的预测运行寿命，区域电力系统在所述预测运行寿命内的预测负荷数据，以及区域电力系统现货市场在所述预测运行寿命内的预测电价数据。
S2：根据所述预测运行寿命、所述预测负荷数据以及所述预测电价数据，通过预设的区域电力系统储能容量确定模型，得到区域电力系统储能容量。
S3：输出区域电力系统储能容量。
其中，预设的区域电力系统储能容量确定模型为考虑储能系统的经济性与区域电力系统的灵活性的纳什谈判博弈均衡模型。具体的，在表征储能系统的经济性时，采用以储能系统参与区域电力系统电力现货市场的收益建立储能系统经济性目标函数的方式实现，在表征区域电力系统的灵活性时，采用以区域电力系统的负荷经济损失建立区域电力系统的灵活性目标函数的方式实现。该区域电力系统储能容量确定模型，通过利用储能系统的经济性与区域电力系统的灵活性之间的博弈，准确确定区域电力系统储能容量。
综上所述，本发明区域电力系统储能容量确定方法，通过获取待建设的储能系统的预测运行寿命，以及区域电力系统在所述预测运行寿命内的预测负荷数据和区域电力系统现货市场在所述预测运行寿命内的预测电价数据，进而通过预设的区域电力系统储能容量确定模型，进行储能系统的经济性与区域电力系统的灵活性之间的博弈，基于该博弈行为实现区域电力系统储能容量的优化，最终准确确定区域电力系统储能容量，进而降低区域电力系统的运行成本，保证区域电力系统稳定运行。
在一种可能的实施方式中，所述获取区域电力系统在所述预测运行寿命内的预测负荷数据包括：获取区域电力系统前一年的负荷数据以及区域电力系统的年均负荷增长率；根据区域电力系统前一年的负荷数据以及区域电力系统的年均负荷增长率，得到区域电力系统在所述预测运行寿命内的预测负荷数据。
具体的，从电力调度系统获取区域电力系统前一年的全年负荷曲线，并基于年均负荷增长率λ对未来Y年的逐日负荷曲线进行预测，其中Y为所述预测运行寿命。
在一种可能的实施方式中，获取区域电力系统现货市场在所述预测运行寿命内的预测电价数据包括：获取区域电力系统现货市场前一年的最大峰谷电价比例ε峰谷,0；根据区域电力系统现货市场前一年的最大峰谷电价比例，通过下式得到区域电力系统现货市场在所述预测运行寿命内第y年的最大峰谷电价比例ε峰谷,y：
Figure BDA0003716584580000101
其中，Pdis,max为区域电力系统储能容量，Pmax,y为第y年的最大预测负荷，α为预设电价-充裕度系数，Q为预设紧平衡原则系数。
通过下式得到区域电力系统现货市场在所述预测运行寿命内的预测电价数据：
Figure BDA0003716584580000111
其中，ey,i(t)为区域电力系统第y年第i天第t时段的预测电价，e0,i(t)为区域电力系统前一年第i天第t时段的电价。
具体的，本实施例中，在进行预测电价数据的获取时，以15分钟为周期。首先，通过区域电力系统现货市场的交易数据，获取区域电力系统现货市场当前一年中以15分钟为周期的电价信号e0(t)，然后通过下式得到区域电力系统现货市场前一年的最大峰谷电价比例ε峰谷,0：
Figure BDA0003716584580000112
其中，e0峰,i为区域电力系统前一年第i天的波峰电价，e0谷,i为区域电力系统前一年第i天的波谷电价。
本实施例中，按照95％最大尖峰负荷的紧平衡原则展开规划，因此，预设紧平衡原则系数为95。然后，根据下式区域电力系统现货市场在所述预测运行寿命内第y年的最大峰谷电价比例ε峰谷,y：
Figure BDA0003716584580000113
其中，Pdis,max为区域电力系统储能容量，Pmax,y为第y年的最大预测负荷，α为预设电价-充裕度系数，默认情况下取1。
最后，根据区域电力系统现货市场在所述预测运行寿命内第y年的最大峰谷电价比例ε峰谷,y，区域电力系统现货市场前一年的最大峰谷电价比例ε峰谷,0，以及区域电力系统前一年第i天第t时段的电价，来预测区域电力系统现货市场在所述预测运行寿命内的预测电价数据。
在一种可能的实施方式中，所述预设的区域电力系统储能容量确定模型通过下述步骤构建得到：
本实施例中，按照95％最大尖峰负荷的紧平衡原则开展规划。首先，关于区域电力系统的灵活性，建立负荷停电损失函数：
Figure BDA0003716584580000121
Figure BDA0003716584580000122
其中，Ly,i是区域电力系统未建设储能系统后在第y年第i天的负荷停电损失，T为第i天的总时段数，c0为单位负荷停电损失，ΔPt为高于95％尖峰负荷时的负荷功率大小，Δt为单位时间，一般取15min，Pload,t为区域电力系统第t个时段的平均预测负荷，Pmax,y为第y年的最大预测负荷。
然后，构建区域电力系统未建设储能系统后在所述预测运行寿命内的负荷停电损失函数：
Figure BDA0003716584580000123
其中，Ltotal为区域电力系统未建设储能系统后在所述预测运行寿命内的负荷停电损失，预测运行寿命以年为单位，D为所述预测运行寿命中第y年的年运行天数。
然后，构建区域电力系统建设储能系统后在所述预测运行寿命内相较于未建设储能系统减少的负荷停电损失函数：
Figure BDA0003716584580000124
Figure BDA0003716584580000125
Figure BDA0003716584580000126
其中，Ltotal,BESS为区域电力系统建设储能系统后在所述预测运行寿命内相较于未建设储能系统减少的负荷停电损失，Ly,i,BESS是区域电力系统建设储能系统后在第y年第i天相较于未建设储能系统减少的负荷停电损失。
然后，基于Ltotal和Ltotal,BESS构建区域电力系统的灵活性目标函数FC：FC＝Ltotal-Ltotal,BESS，以此表征区域电力系统的灵活性。
其次，关于储能系统的经济性，考虑储能系统以低谷电价充电、峰时电价放电的商业运行模式进行充放电，建立储能日收益函数：
Figure BDA0003716584580000131
其中，By,i为储能系统第y年第i天的收益，Pdis,t是储能系统第t时段的放电功率，Pch,t是储能系统第t时段的充电功率，E1为储能系统初始容量，γ为储能系统年等效电池容量衰减率。
在此基础上构建待建设储能系统在所述预测运行寿命内的总收益函数：
Figure BDA0003716584580000132
其中，Btotal为待建设储能系统在所述预测运行寿命内的总收益。
然后，依据待建设储能系统在所述预测运行寿命内的总收益函数Btotal以及待建设储能系统的成本A，构建待建设的储能系统的经济性目标函数FE：FE＝Btotal-A，以此表征储能系统的经济性。
可选的，待建设储能系统的成本A＝p1E1+p0Y，其中，p1为储能系统的初始单位容量投资成本，p0为储能系统的年运维费用。
最后，构建区域电力系统的灵活性以及储能系统的经济性2个参与主体的纳什谈判博弈均衡模型：F0＝max[FE(Pdis,max)-FEmin)][FC(Pdis,max)-FCmin)]，其中，F0为优化目标值，FEmin为待建设的储能系统的经济性目标函数在可行域内的最小值，FCmin为区域电力系统的灵活性目标函数在可行域内的最小值。进而根据帕累托最优原理，F0取最大值时的Pdis,max，即为最优的区域电力系统储能容量。
下述为本发明的装置实施例，可以用于执行本发明方法实施例。对于装置实施例中未披露的细节，请参照本发明方法实施例。
参见图2，本发明再一实施例中，提供一种区域电力系统储能容量确定系统，能够用于实现上述的区域电力系统储能容量确定方法，具体的，该区域电力系统储能容量确定系统包括数据获取模块、处理模块以及数据输出模块。
其中，数据获取模块用于获取待建设的储能系统的预测运行寿命，区域电力系统在所述预测运行寿命内的预测负荷数据，以及区域电力系统现货市场在所述预测运行寿命内的预测电价数据；处理模块用于根据所述预测运行寿命、所述预测负荷数据以及所述预测电价数据，通过预设的区域电力系统储能容量确定模型，得到区域电力系统储能容量；数据输出模块用于输出区域电力系统储能容量。
在一种可能的实施方式中，所述获取模块具体用于：获取区域电力系统前一年的负荷数据以及区域电力系统的年均负荷增长率；根据区域电力系统前一年的负荷数据以及区域电力系统的年均负荷增长率，得到区域电力系统在所述预测运行寿命内的预测负荷数据。
在一种可能的实施方式中，所述获取模块具体用于：获取区域电力系统现货市场前一年的最大峰谷电价比例ε峰谷,0；根据区域电力系统现货市场前一年的最大峰谷电价比例，通过下式得到区域电力系统现货市场在所述预测运行寿命内第y年的最大峰谷电价比例ε峰谷,y：
Figure BDA0003716584580000141
其中，Pdis,max为区域电力系统储能容量，Pmax,y为第y年的最大预测负荷，α为预设电价-充裕度系数，Q为预设紧平衡原则系数。
通过下式得到区域电力系统现货市场在所述预测运行寿命内的预测电价数据：
Figure BDA0003716584580000151
其中，ey,i(t)为区域电力系统第y年第i天第t时段的预测电价，e0,i(t)为区域电力系统前一年第i天第t时段的电价。
在一种可能的实施方式中，区域电力系统储能容量确定模型的目标函数为：
F0＝max[FE(Pdis,max)-FEmin)][FC(Pdis,max)-FCmin)]
其中：
FC＝Ltotal-Ltotal,BESS
FE＝Btotal-A
Figure BDA0003716584580000152
Figure BDA0003716584580000153
Figure BDA0003716584580000154
Figure BDA0003716584580000155
Figure BDA0003716584580000156
Figure BDA0003716584580000157
Figure BDA0003716584580000158
Figure BDA0003716584580000159
前述的区域电力系统储能容量确定方法的实施例涉及的各步骤的所有相关内容均可以援引到本发明施例中的区域电力系统储能容量确定系统所对应的功能模块的功能描述，在此不再赘述。
本发明实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理器中，也可以是单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。
本发明再一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备包括处理器以及存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器用于执行所述计算机存储介质存储的程序指令。处理器可能是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable GateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，其是终端的计算核心以及控制核心，其适于实现一条或一条以上指令，具体适于加载并执行计算机存储介质内一条或一条以上指令从而实现相应方法流程或相应功能；本发明实施例所述的处理器可以用于区域电力系统储能容量确定方法的操作。
本发明再一个实施例中，本发明还提供了一种存储介质，具体为计算机可读存储介质(Memory)，所述计算机可读存储介质是计算机设备中的记忆设备，用于存放程序和数据。可以理解的是，此处的计算机可读存储介质既可以包括计算机设备中的内置存储介质，当然也可以包括计算机设备所支持的扩展存储介质。计算机可读存储介质提供存储空间，该存储空间存储了终端的操作系统。并且，在该存储空间中还存放了适于被处理器加载并执行的一条或一条以上的指令，这些指令可以是一个或一个以上的计算机程序(包括程序代码)。需要说明的是，此处的计算机可读存储介质可以是高速RAM存储器，也可以是非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。可由处理器加载并执行计算机可读存储介质中存放的一条或一条以上指令，以实现上述实施例中有关区域电力系统储能容量确定方法的相应步骤。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种区域电力系统储能容量确定方法，其特征在于，包括：
获取待建设的储能系统的预测运行寿命、区域电力系统在所述预测运行寿命内的预测负荷数据，以及区域电力系统现货市场在所述预测运行寿命内的预测电价数据；
根据所述预测运行寿命、所述预测负荷数据以及所述预测电价数据，通过预设的区域电力系统储能容量确定模型，得到区域电力系统储能容量；
输出区域电力系统储能容量。
2.根据权利要求1所述的区域电力系统储能容量确定方法，其特征在于，获取区域电力系统在所述预测运行寿命内的预测负荷数据包括：
获取区域电力系统前一年的负荷数据以及区域电力系统的年均负荷增长率；
根据区域电力系统前一年的负荷数据以及区域电力系统的年均负荷增长率，得到区域电力系统在所述预测运行寿命内的预测负荷数据。
3.根据权利要求1所述的区域电力系统储能容量确定方法，其特征在于，获取区域电力系统现货市场在所述预测运行寿命内的预测电价数据包括：
获取区域电力系统现货市场前一年的最大峰谷电价比例ε峰谷,0；
根据区域电力系统现货市场前一年的最大峰谷电价比例，通过下式得到区域电力系统现货市场在所述预测运行寿命内第y年的最大峰谷电价比例ε峰谷,y：
Figure FDA0003716584570000011
其中，Pdis,max为区域电力系统储能容量，Pmax,y为第y年的最大预测负荷，α为预设电价-充裕度系数，Q为预设紧平衡原则系数；
通过下式得到区域电力系统现货市场在所述预测运行寿命内的预测电价数据：
Figure FDA0003716584570000021
其中，ey,i(t)为区域电力系统第y年第i天第t时段的预测电价，e0,i(t)为区域电力系统前一年第i天第t时段的电价。
4.根据权利要求1所述的区域电力系统储能容量确定方法，其特征在于，所述区域电力系统储能容量确定模型的目标函数为：
F0＝max[FE(Pdis,max)-FEmin)][FC(Pdis,max)-FCmin)]
其中，F0为优化目标值，FE为待建设的储能系统的经济性目标函数，Pdis,max为区域电力系统储能容量，FEmin为待建设的储能系统的经济性目标函数在可行域内的最小值，FC为区域电力系统的灵活性目标函数，FCmin为区域电力系统的灵活性目标函数在可行域内的最小值；
FC＝Ltotal-Ltotal,BESS
FE＝Btotal-A
其中，Ltotal为区域电力系统未建设储能系统后在所述预测运行寿命内的负荷停电损失；Ltotal,BESS为区域电力系统建设储能系统后在所述预测运行寿命内相较于未建设储能系统减少的负荷停电损失；Btotal为待建设储能系统在所述预测运行寿命内的总收益，A为待建设储能系统的成本；
Figure FDA0003716584570000022
Figure FDA0003716584570000023
Figure FDA0003716584570000024
其中，Y为所述预测运行寿命，D为所述预测运行寿命中第y年的年运行天数，Ly,i是区域电力系统未建设储能系统后在第y年第i天的负荷停电损失，T为第i天的总时段数，c0为单位负荷停电损失，Δt为单位时间，Pload,t为区域电力系统第t个时段的平均预测负荷，Pmax,y为第y年的最大预测负荷，Q为预设紧平衡原则系数；
Figure FDA0003716584570000031
Figure FDA0003716584570000032
Figure FDA0003716584570000033
其中，Ly,i,BESS是区域电力系统建设储能系统后在第y年第i天相较于未建设储能系统减少的负荷停电损失；
Figure FDA0003716584570000034
Figure FDA0003716584570000035
其中，By,i为储能系统第y年第i天的收益，ey,i(t)为区域电力系统第y年第i天第t时段的预测电价，Pdis,t是储能系统第t时段的放电功率，Pch,t是储能系统第t时段的充电功率，E1为储能系统初始容量，γ为储能系统年等效电池容量衰减率。
5.根据权利要求3或4所述的区域电力系统储能容量确定方法，其特征在于，所述预设紧平衡原则系数为95，所述第t时段为第t个15min。
6.一种区域电力系统储能容量确定系统，其特征在于，包括
数据获取模块，用于获取待建设的储能系统的预测运行寿命，区域电力系统在所述预测运行寿命内的预测负荷数据，以及区域电力系统现货市场在所述预测运行寿命内的预测电价数据；
处理模块，用于根据所述预测运行寿命、所述预测负荷数据以及所述预测电价数据，通过预设的区域电力系统储能容量确定模型，得到区域电力系统储能容量；
数据输出模块，用于输出区域电力系统储能容量。
7.根据权利要求6所述的区域电力系统储能容量确定系统，其特征在于，所述获取模块具体用于：
获取区域电力系统前一年的负荷数据以及区域电力系统的年均负荷增长率；
根据区域电力系统前一年的负荷数据以及区域电力系统的年均负荷增长率，得到区域电力系统在所述预测运行寿命内的预测负荷数据；
获取区域电力系统现货市场前一年的最大峰谷电价比例ε峰谷,0；
根据区域电力系统现货市场前一年的最大峰谷电价比例，通过下式得到区域电力系统现货市场在所述预测运行寿命内第y年的最大峰谷电价比例ε峰谷,y：
Figure FDA0003716584570000041
其中，Pdis,max为区域电力系统储能容量，Pmax,y为第y年的最大预测负荷，α为预设电价-充裕度系数，Q为预设紧平衡原则系数；
通过下式得到区域电力系统现货市场在所述预测运行寿命内的预测电价数据：
Figure FDA0003716584570000042
其中，ey,i(t)为区域电力系统第y年第i天第t时段的预测电价，e0,i(t)为区域电力系统前一年第i天第t时段的电价。
8.根据权利要求6所述的区域电力系统储能容量确定系统，其特征在于，所述区域电力系统储能容量确定模型的目标函数为：
F0＝max[FE(Pdis,max)-FEmin)][FC(Pdis,max)-FCmin)]
其中，F0为优化目标值，FE为待建设的储能系统的经济性目标函数，Pdis,max为区域电力系统储能容量，FEmin为待建设的储能系统的经济性目标函数在可行域内的最小值，FC为区域电力系统的灵活性目标函数，FCmin为区域电力系统的灵活性目标函数在可行域内的最小值；
FC＝Ltotal-Ltotal,BESS
FE＝Btotal-A
其中，Ltotal为区域电力系统未建设储能系统后在所述预测运行寿命内的负荷停电损失；Ltotal,BESS为区域电力系统建设储能系统后在所述预测运行寿命内相较于未建设储能系统减少的负荷停电损失；Btotal为待建设储能系统在所述预测运行寿命内的总收益，A为待建设储能系统的成本；
Figure FDA0003716584570000051
Figure FDA0003716584570000052
Figure FDA0003716584570000053
其中，Y为所述预测运行寿命，D为所述预测运行寿命中第y年的年运行天数，Ly,i是区域电力系统未建设储能系统后在第y年第i天的负荷停电损失，T为第i天的总时段数，c0为单位负荷停电损失，Δt为单位时间，Pload,t为区域电力系统第t个时段的平均预测负荷，Pmax,y为第y年的最大预测负荷，Q为预设紧平衡原则系数；
Figure FDA0003716584570000054
Figure FDA0003716584570000061
Figure FDA0003716584570000062
其中，Ly,i,BESS是区域电力系统建设储能系统后在第y年第i天相较于未建设储能系统减少的负荷停电损失；
Figure FDA0003716584570000063
Figure FDA0003716584570000064
其中，By,i为储能系统第y年第i天的收益，ey,i(t)为区域电力系统第y年第i天第t时段的预测电价，Pdis,t是储能系统第t时段的放电功率，Pch,t是储能系统第t时段的充电功率，E1为储能系统初始容量，γ为储能系统年等效电池容量衰减率。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述区域电力系统储能容量确定方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述区域电力系统储能容量确定方法的步骤。
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