CN117745092A - 一种基于运行策略的分布式储能经济性评价方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及分布式储能经济性评价技术领域,更具体的说是涉及一种基于运行策略的分布式储能经济性评价方法及系统,包括:步骤一,根据储能系统的运行策略建立分布式储能系统仿真模型,输入相关运行参数,得到储能系统配电网的运行参数;步骤二,根据得到的运行参数和储能系统经济运行模型,计算储能系统的收益;步骤三,根据运行参数对计算储能设备的容量衰减率进行计算,并储能系统的损耗值进行计算;步骤四,根据储能系统的收益和储能系统的损耗值,计算储能系统的年收益率;通过计算储能系统的电量收益和设备损耗,对储能系统的年收益进行计算,提高了年收益计算的精准度。
Description
技术领域
本发明涉及分布式储能经济性评价技术领域,更具体的说是涉及一种基于运行策略的分布式储能经济性评价方法及系统。
背景技术
近年来,分布式储能技术取得了飞速的发展,其在配电系统中的应用越来越广泛。储能系统在高峰负荷时放电,在低谷负荷时充电,利用峰谷电价差获得经济效益。目前,储能系统的建设成本高、投资收益性差是限制储能进一步发展的关键因素,如何对分布式储能的经济性作出合理的评价具有很重要的现实意义。
目前,分布式储能经济性评价方法仅通过采集数据对储能经济性进行分析。而分布式储能的运行策略是影响经济性的重要因素。分布式储能需要根据配电网中的电价、分布式电源出力等实际情况来制定运行策略,以实现最大程度的获利。
在现有技术中通过对配电网中的电路损耗计算储能系统接入前后的经济效益对比。对储能设备本身电池的损耗值考虑较少。
因此如何提高分布式储能系统经济效益的准确度是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种基于运行策略的分布式储能经济性评价方法及系统,通过计算储能系统的电量收益和设备损耗,对储能系统的年收益进行计算,提高了年收益计算的精准度。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
优选的,在上述一种基于运行策略的分布式储能经济性评价方法,包括:
步骤一,根据储能系统的运行策略建立分布式储能系统仿真模型,输入相关运行参数,得到储能系统配电网的运行参数;
步骤二,根据得到的运行参数和储能系统经济运行模型,计算储能系统的收益;
步骤三,根据运行参数对计算储能设备的容量衰减率进行计算,并储能系统的损耗值进行计算;
步骤四,根据储能系统的收益和储能系统的损耗值,计算储能系统的年收益率。
优选的,在上述一种基于运行策略的分布式储能经济性评价方法,所述根据得到的运行参数和储能系统经济运行模型,计算储能系统的收益,包括:
建立储能系统目标函数:Fmax=Fsd+Fws,其中,Fmax为储能系统运行的收益,Fsd为储能系统的售电收益,Fws为储能系统的网损收益;
储能系统的售电收益包括充电时的售电费用Fcd和放电时的售电费用Fsd1;
Fsd=Fcd+Fsd1;
其中,M(t)为t时刻充电网购电的分时电价,Psd,k,f(t)为t时刻储能设备的放电功率,Psd,k,c(t)为t时刻储能设备的充电功率,n为储能系统中储能设备的数量,Δt为储能设备的充放电时间;
储能系统的网损收益Fws为配电网接入储能系统后线路损耗减少量带来的收益;
Fws=Fws1-Fws2;
其中,Fws1为原始配电线路损耗造成的损失价值,Fws2为储能系统接入后配电线路造成的损失价值,Pys,m(t)为在t时刻原始支路造成的有功损耗值;Pys,l(t)为在t时刻原始支路的有功功率,Qys,l(t)为在t时刻原始支路的无功功率,Uys,e(t)为在t时刻原始支路的额定电压;Pjr,m(t)为在t时刻储能接入后支路造成的有功损耗值;Pjr,l(t)为在t时刻储能接入后支路的有功功率,Qjr,l(t)为在t时刻储能接入后支路的无功功率,Ujr,e(t)为在t时刻储能接入后支路的额定电压,tcd为计算场景时间尺度,R为配电网线路的电阻值。
优选的,在上述一种基于运行策略的分布式储能经济性评价方法,所述目标函数的约束条件,包括:
设定配电网支路的连接节点为节点i和节点j;
潮流约束:
Pij=Vi*Iij*cos(θij)-Vj*Iij*cos(θij-δij);
Qij=Vi*Iij*sin(θij)-Vj*Iij*sin(θij-δij);
Pij^2+Qij^2≤Sij_max^2;
其中,Iij为支路电流,Vi和Vj分别为支路两端的电压,Pij为线路的有功功率,Qij为线路的无功功率,θij为节点i和节点j之间的相角差,δij为线路的相位角差;Sij_max为线路的额定复功率;
配电网安全运行约束:
其中,Ui min和Ui max为节点i的电压幅值上下限;Iij max为支路电流幅值上限;
储能系统约束:
Pgen_min≤Pgen≤Pgen_max;
Qgen_min≤Qgen≤Qgen_max;
其中,Pgen_min和Pgen_max分别为储能设备的有功功率的最小和最大约束值,Qgen_min和Qgen_max分别为储能设备的无功功率的最小和最大约束值。
优选的,在上述一种基于运行策略的分布式储能经济性评价方法,所述根据运行参数对计算储能设备的容量衰减率进行计算,并储能系统的损耗值进行计算,包括:
获取运行参数中储能设备每次的放电深度和放电时长长度,计算平均放电深度和平均放电时长;
根据平均放电深度和平均放电时长,计算当前时间段储能设备的容量衰减率;其计算过程为:
Slope=Cov(x,y)/Var(x);
intercept=dodpj-Slope*tpj;
y=slope*x+intercept;
其中,y为储能设备的放电深度,x为储能设备的放电时长,tpj为平均放电时长,dodpj为平均放电深度,z为放电次数;
将储能系统的实时数据带入到方程中,计算储能设备的容量衰减率;
根据容量衰减率计算储能系统的损耗值,其计算过程为:
其中Ssh为储能系统的损耗价值,Rdq,i为每个储能设备当前容量衰减率,Rdq-1,i为单位时间段之前每个储能设备的容量衰减率,c为每个储能设备的成本价格,n为储能系统中储能设备的数量。
优选的,在上述一种基于运行策略的分布式储能经济性评价方法,所述根据储能系统的收益和储能系统的损耗值,计算储能系统的年收益率,包括:
其中,SS为储能系统的年收益率,Fmax为储能系统的收益,Ssh为储能系统的损耗值,Ctz为储能系统的投资成本。
优选的,一种基于运行策略的分布式储能经济性评价系统,包括:
系统仿真模块,根据储能系统的运行策略建立分布式储能系统仿真模型,输入相关运行参数,得到储能系统配电网的运行参数;
收益计算模块,根据得到的运行参数和储能系统经济运行模型,计算储能系统的收益;
损耗计算模块,根据运行参数对计算储能设备的容量衰减率进行计算,并储能系统的损耗值进行计算;
年收益率模块,根据储能系统的收益和储能系统的损耗值,计算储能系统的年收益率。
优选的,一种基于运行策略的分布式储能经济性评价系统,所述收益计算模块,包括:
建立储能系统目标函数:Fmax=Fsd+Fws,其中,Fmax为储能系统运行的收益,Fsd为储能系统的售电收益,Fws为储能系统的网损收益;
储能系统的售电收益包括充电时的售电费用Fcd和放电时的售电费用Fsd1;
Fsd=Fcd+Fsd1;
其中,M(t)为t时刻充电网购电的分时电价,Psd,k,f(t)为t时刻储能设备的放电功率,Psd,k,c(t)为t时刻储能设备的充电功率,n为储能系统中储能设备的数量,Δt为储能设备的充放电时间;
储能系统的网损收益Fws为配电网接入储能系统后线路损耗减少量带来的收益;
Fws=Fws1-Fws2;
其中,Fws1为原始配电线路损耗造成的损失价值,Fws2为储能系统接入后配电线路造成的损失价值,Pys,m(t)为在t时刻原始支路造成的有功损耗值;Pys,l(t)为在t时刻原始支路的有功功率,Qys,l(t)为在t时刻原始支路的无功功率,Uys,e(t)为在t时刻原始支路的额定电压;Pjr,m(t)为在t时刻储能接入后支路造成的有功损耗值;Pjr,l(t)为在t时刻储能接入后支路的有功功率,Qjr,l(t)为在t时刻储能接入后支路的无功功率,Ujr,e(t)为在t时刻储能接入后支路的额定电压,tcd为计算场景时间尺度,R为配电网线路的电阻值。
优选的,一种基于运行策略的分布式储能经济性评价系统,在所以模块中所述目标函数的约束条件,包括:
设定配电网支路的连接节点为节点i和节点j;
潮流约束:
Pij=Vi*Iij*cos(θij)-Vj*Iij*cos(θij-δij);
Qij=Vi*Iij*sin(θij)-Vj*Iij*sin(θij-δij);
Pij^2+Qij^2≤Sij_max^2;
其中,Iij为支路电流,Vi和Vj分别为支路两端的电压,Pij为线路的有功功率,Qij为线路的无功功率,θij为节点i和节点j之间的相角差,δij为线路的相位角差;Sij_max为线路的额定复功率;
配电网安全运行约束:
其中,Ui min和Ui max为节点i的电压幅值上下限;Iij max为支路电流幅值上限;
储能系统约束:
Pgen_min≤Pgen≤Pgen_max;
Qgen_min≤Qgen≤Qgen_max;
其中,Pgen_min和Pgen_max分别为储能设备的有功功率的最小和最大约束值,Qgen_min和Qgen_max分别为储能设备的无功功率的最小和最大约束值。
优选的,一种基于运行策略的分布式储能经济性评价系统,所述损耗计算模块,包括:
获取运行参数中储能设备每次的放电深度和放电时长长度,计算平均放电深度和平均放电时长;
根据平均放电深度和平均放电时长,计算当前时间段储能设备的容量衰减率;其计算过程为:
Slope=Cov(x,y)/Var(x);
intercept=dodpj-Slope*tpj;
y=slope*x+intercept;
其中,y为储能设备的放电深度,x为储能设备的放电时长,tpj为平均放电时长,dodpj为平均放电深度,z为放电次数;
将储能系统的实时数据带入到方程中,计算储能设备的容量衰减率;
根据容量衰减率计算储能系统的损耗值,其计算过程为:
其中Ssh为储能系统的损耗价值,Rdq,i为每个储能设备当前容量衰减率,Rdq-1,i为单位时间段之前每个储能设备的容量衰减率,c为每个储能设备的成本价格,n为储能系统中储能设备的数量。
优选的,一种基于运行策略的分布式储能经济性评价系统,所述年收益率模块,包括:
其中,SS为储能系统的年收益率,Fmax为储能系统的收益,Ssh为储能系统的损耗值,Ctz为储能系统的投资成本。
经由上述的技术方案可知,与现有技术相比,本发明的有益效果为:
1.通过计算储能系统的电量收益和设备损耗,对储能系统的年收益进行计算,提高了年收益计算的精准度。
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,下面将对实施例或现有技术描述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,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明方法的流程示意图。
图2附图为本发明系统的功能流程示意图;
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,都属于本发明保护的范围。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,都属于本发明保护的范围。
在本发明中,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性;术语“多个”则指两个或两个以上,除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;“相连”可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作,因此,不能理解为对本发明的限制。
在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
实施例1
本发明实施例公开了一种基于运行策略的分布式储能经济性评价方法,其特征在于,包括:
步骤一,根据储能系统的运行策略建立分布式储能系统仿真模型,输入相关运行参数,得到储能系统配电网的运行参数;
在上述步骤中,相关运行参数为:线路参数、负荷水平、网络拓扑连接关系,分布式电源接入位置与容量,分布式储能的位置、容量、单位功率成本、单位能量成本、循环寿命、充放电效率及最大放电深度,系统节点电压和支路电流限制,系统基准电压和基准功率初值。
步骤二,根据得到的运行参数和储能系统经济运行模型,计算储能系统的收益;
上述步骤具体的为:
建立储能系统目标函数:Fmax=Fsd+Fws,其中,Fmax为储能系统运行的收益,Fsd为储能系统的售电收益,Fws为储能系统的网损收益;
储能系统的售电收益包括充电时的售电费用Fcd和放电时的售电费用Fsd1;
Fsd=Fcd+Fsd1;
其中,M(t)为t时刻充电网购电的分时电价,Psd,k,f(t)为t时刻储能设备的放电功率,Psd,k,c(t)为t时刻储能设备的充电功率,n为储能系统中储能设备的数量,Δt为储能设备的充放电时间;
储能系统的网损收益Fws为配电网接入储能系统后线路损耗减少量带来的收益;
Fws=Fws1-Fws2;
其中,Fws1为原始配电线路损耗造成的损失价值,Fws2为储能系统接入后配电线路造成的损失价值,Pys,m(t)为在t时刻原始支路造成的有功损耗值;Pys,l(t)为在t时刻原始支路的有功功率,Qys,l(t)为在t时刻原始支路的无功功率,Uys,e(t)为在t时刻原始支路的额定电压;Pjr,m(t)为在t时刻储能接入后支路造成的有功损耗值;Pjr,l(t)为在t时刻储能接入后支路的有功功率,Qjr,l(t)为在t时刻储能接入后支路的无功功率,Ujr,e(t)为在t时刻储能接入后支路的额定电压,tcd为计算场景时间尺度,R为配电网线路的电阻值。
上述步骤的作用为,计算储能系统实际产生的经济收益。
其中,目标函数的约束条件,包括:
设定配电网支路的连接节点为节点i和节点j;
潮流约束:
Pij=Vi*Iij*cos(θij)-Vj*Iij*cos(θij-δij);
Qij=Vi*Iij*sin(θij)-Vj*Iij*sin(θij-δij);
Pij^2+Qij^2≤Sij_max^2;
其中,Iij为支路电流,Vi和Vj分别为支路两端的电压,Pij为线路的有功功率,Qij为线路的无功功率,θij为节点i和节点j之间的相角差,δij为线路的相位角差;Sij_max为线路的额定复功率;
配电网安全运行约束:
其中,Ui min和Ui max为节点i的电压幅值上下限;Iij max为支路电流幅值上限;
储能系统约束:
Pgen_min≤Pgen≤Pgen_max;
Qgen_min≤Qgen≤Qgen_max;
其中,Pgen_min和Pgen_max分别为储能设备的有功功率的最小和最大约束值,Qgen_min和Qgen_max分别为储能设备的无功功率的最小和最大约束值。
上述步骤的作用为,对配电网运行进行约束,是分布式储能运行的更加稳定。
步骤三,根据运行参数对计算储能设备的容量衰减率进行计算,并储能系统的损耗值进行计算;
具体的为:
获取运行参数中储能设备每次的放电深度和放电时长长度,计算平均放电深度和平均放电时长;
根据平均放电深度和平均放电时长,计算当前时间段储能设备的容量衰减率;其计算过程为:
Slope=Cov(x,y)/Var(x);
intercept=dodpj-Slope*tpj;
y=slope*x+intercept;
其中,y为储能设备的放电深度,x为储能设备的放电时长,tpj为平均放电时长,dodpj为平均放电深度,z为放电次数;
将储能系统的实时数据带入到方程中,计算储能设备的容量衰减率;
根据容量衰减率计算储能系统的损耗值,其计算过程为:
其中Ssh为储能系统的损耗价值,Rdq,i为每个储能设备当前容量衰减率,Rdq-1,i为单位时间段之前每个储能设备的容量衰减率,c为每个储能设备的成本价格,n为储能系统中储能设备的数量。
上述步骤作用为通过放电次数和放电深度对储能设备的生命周期进行预估,通过生命周期判断储能设备的损耗值。
在上述步骤中,线性回归方程还可以添加其他自变量,如温度,对结果进行更加精确的计算。
步骤四,根据储能系统的收益和储能系统的损耗值,计算储能系统的年收益率。
其中,SS为储能系统的年收益率,Fmax为储能系统的收益,Ssh为储能系统的损耗值,Ctz为储能系统的投资成本。
在上述步骤中,储能系统的投资成本Ctz通过储能系统运行管理数据进行获取,不再进行叙述。
实施例2
一种基于运行策略的分布式储能经济性评价系统,包括:
系统仿真模块,根据储能系统的运行策略建立分布式储能系统仿真模型,输入相关运行参数,得到储能系统配电网的运行参数;
收益计算模块,根据得到的运行参数和储能系统经济运行模型,计算储能系统的收益;
损耗计算模块,根据运行参数对计算储能设备的容量衰减率进行计算,并储能系统的损耗值进行计算;
年收益率模块,根据储能系统的收益和储能系统的损耗值,计算储能系统的年收益率。
其中,益计算模块,包括:
建立储能系统目标函数:Fmax=Fsd+Fws,其中,Fmax为储能系统运行的收益,Fsd为储能系统的售电收益,Fws为储能系统的网损收益;
储能系统的售电收益包括充电时的售电费用Fcd和放电时的售电费用Fsd1;
Fsd=Fcd+Fsd1;
其中,M(t)为t时刻充电网购电的分时电价,Psd,k,f(t)为t时刻储能设备的放电功率,Psd,k,c(t)为t时刻储能设备的充电功率,n为储能系统中储能设备的数量,Δt为储能设备的充放电时间;
储能系统的网损收益Fws为配电网接入储能系统后线路损耗减少量带来的收益;
Fws=Fws1-Fws2;
其中,Fws1为原始配电线路损耗造成的损失价值,Fws2为储能系统接入后配电线路造成的损失价值,Pys,m(t)为在t时刻原始支路造成的有功损耗值;Pys,l(t)为在t时刻原始支路的有功功率,Qys,l(t)为在t时刻原始支路的无功功率,Uys,e(t)为在t时刻原始支路的额定电压;Pjr,m(t)为在t时刻储能接入后支路造成的有功损耗值;Pjr,l(t)为在t时刻储能接入后支路的有功功率,Qjr,l(t)为在t时刻储能接入后支路的无功功率,Ujr,e(t)为在t时刻储能接入后支路的额定电压,tcd为计算场景时间尺度,R为配电网线路的电阻值。
其中,所以模块中目标函数的约束条件,包括:
设定配电网支路的连接节点为节点i和节点j;
潮流约束:
Pij=Vi*Iij*cos(θij)-Vj*Iij*cos(θij-δij);
Qij=Vi*Iij*sin(θij)-Vj*Iij*sin(θij-δij);
Pij^2+Qij^2≤Sij_max^2;
其中,Iij为支路电流,Vi和Vj分别为支路两端的电压,Pij为线路的有功功率,Qij为线路的无功功率,θij为节点i和节点j之间的相角差,δij为线路的相位角差;Sij_max为线路的额定复功率;
配电网安全运行约束:
其中,Ui min和Ui max为节点i的电压幅值上下限;Iij max为支路电流幅值上限;
储能系统约束:
Pgen_min≤Pgen≤Pgen_max;
Qgen_min≤Qgen≤Qgen_max;
其中,Pgen_min和Pgen_max分别为储能设备的有功功率的最小和最大约束值,Qgen_min和Qgen_max分别为储能设备的无功功率的最小和最大约束值。
其中,耗计算模块,包括:
获取运行参数中储能设备每次的放电深度和放电时长长度,计算平均放电深度和平均放电时长;
根据平均放电深度和平均放电时长,计算当前时间段储能设备的容量衰减率;其计算过程为:
Slope=Cov(x,y)/Var(x);
intercept=dodpj-Slope*tpj;
y=slope*x+intercept;
其中,y为储能设备的放电深度,x为储能设备的放电时长,tpj为平均放电时长,dodpj为平均放电深度,z为放电次数;
将储能系统的实时数据带入到方程中,计算储能设备的容量衰减率;
根据容量衰减率计算储能系统的损耗值,其计算过程为:
其中Ssh为储能系统的损耗价值,Rdq,i为每个储能设备当前容量衰减率,Rdq-1,i为单位时间段之前每个储能设备的容量衰减率,c为每个储能设备的成本价格,n为储能系统中储能设备的数量。
其中,收益率模块,包括:
其中,SS为储能系统的年收益率,Fmax为储能系统的收益,Ssh为储能系统的损耗值,Ctz为储能系统的投资成本。
上述实施例2与实施例1达到的技术效果相同,不再进行叙述。
需要说明的是,上述实施例,仅以上述各功能模块的划分进行举例说明,在实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块来完成,即将本发明实施例中的模块或者步骤再分解或者组合,例如,上述实施例的模块可以合并为一个模块,也可以进一步拆分成多个子模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。对于本发明实施例中涉及的模块、步骤的名称,仅仅是为了区分各个模块或者步骤,不视为对本发明的不当限定。
术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其它要素,或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。
至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案,但是,本领域技术人员容易理解的是,本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种基于运行策略的分布式储能经济性评价方法,其特征在于,包括:
步骤一,根据储能系统的运行策略建立分布式储能系统仿真模型,输入相关运行参数,得到储能系统配电网的运行参数;
步骤二,根据得到的运行参数和储能系统经济运行模型,计算储能系统的收益;
步骤三,根据运行参数对计算储能设备的容量衰减率进行计算,并储能系统的损耗值进行计算;
步骤四,根据储能系统的收益和储能系统的损耗值,计算储能系统的年收益率。
2.根据权利要求1所述的一种基于运行策略的分布式储能经济性评价方法,所述根据得到的运行参数和储能系统经济运行模型,计算储能系统的收益,包括:
建立储能系统目标函数:Fmax=Fsd+Fws,其中,Fmax为储能系统运行的收益,Fsd为储能系统的售电收益,Fws为储能系统的网损收益;
储能系统的售电收益包括充电时的售电费用Fcd和放电时的售电费用Fsd1;
Fsd=Fcd+Fsd1;
其中,M(t)为t时刻充电网购电的分时电价,Psd,k,f(t)为t时刻储能设备的放电功率,Psd,k,c(t)为t时刻储能设备的充电功率,n为储能系统中储能设备的数量,Δt为储能设备的充放电时间;
储能系统的网损收益Fws为配电网接入储能系统后线路损耗减少量带来的收益;
Fws=Fws1-Fws2;
其中,Fws1为原始配电线路损耗造成的损失价值,Fws2为储能系统接入后配电线路造成的损失价值,Pys,m(t)为在t时刻原始支路造成的有功损耗值;Pys,l(t)为在t时刻原始支路的有功功率,Qys,l(t)为在t时刻原始支路的无功功率,Uys,e(t)为在t时刻原始支路的额定电压;Pjr,m(t)为在t时刻储能接入后支路造成的有功损耗值;Pjr,l(t)为在t时刻储能接入后支路的有功功率,Qjr,l(t)为在t时刻储能接入后支路的无功功率,Ujr,e(t)为在t时刻储能接入后支路的额定电压,tcd为计算场景时间尺度,R为配电网线路的电阻值。
3.根据权利要求2所述的一种基于运行策略的分布式储能经济性评价方法,所述目标函数的约束条件,包括:
设定配电网支路的连接节点为节点i和节点j;
潮流约束:
Pij=Vi*Iij*cos(θij)-Vj*Iij*cos(θij-δij);
Qij=Vi*Iij*sin(θij)-Vj*Iij*sin(θij-δij);
Pij^2+Qij^2≤Sij_max^2;
其中,Iij为支路电流,Vi和Vj分别为支路两端的电压,Pij为线路的有功功率,Qij为线路的无功功率,θij为节点i和节点j之间的相角差,δij为线路的相位角差;Sij_max为线路的额定复功率;
配电网安全运行约束:
其中,Ui min和Ui max为节点i的电压幅值上下限;Iij max为支路电流幅值上限;
储能系统约束:
Pgen_min≤Pgen≤Pgen_max;
Qgen_min≤Qgen≤Qgen_max;
其中,Pgen_min和Pgen_max分别为储能设备的有功功率的最小和最大约束值,Qgen_min和Qgen_max分别为储能设备的无功功率的最小和最大约束值。
4.根据权利要求1所述的一种基于运行策略的分布式储能经济性评价方法,所述根据运行参数对计算储能设备的容量衰减率进行计算,并储能系统的损耗值进行计算,包括:
获取运行参数中储能设备每次的放电深度和放电时长长度,计算平均放电深度和平均放电时长;
根据平均放电深度和平均放电时长,计算当前时间段储能设备的容量衰减率;其计算过程为:
Slope=Cov(x,y)/Var(x);
intercept=dodpj-Slope*tpj;
y=slope*x+intercept;
其中,y为储能设备的放电深度,x为储能设备的放电时长,tpj为平均放电时长,dodpj为平均放电深度,z为放电次数;
将储能系统的实时数据带入到方程中,计算储能设备的容量衰减率;
根据容量衰减率计算储能系统的损耗值,其计算过程为:
其中Ssh为储能系统的损耗价值,Rdq,i为每个储能设备当前容量衰减率,Rdq-1,i为单位时间段之前每个储能设备的容量衰减率,c为每个储能设备的成本价格,n为储能系统中储能设备的数量。
5.根据权利要求1所述的一种基于运行策略的分布式储能经济性评价方法,所述根据储能系统的收益和储能系统的损耗值,计算储能系统的年收益率,包括:
其中,SS为储能系统的年收益率,Fmax为储能系统的收益,Ssh为储能系统的损耗值,Ctz为储能系统的投资成本。
6.一种基于运行策略的分布式储能经济性评价系统,其特征在于,包括:
系统仿真模块,根据储能系统的运行策略建立分布式储能系统仿真模型,输入相关运行参数,得到储能系统配电网的运行参数;
收益计算模块,根据得到的运行参数和储能系统经济运行模型,计算储能系统的收益;
损耗计算模块,根据运行参数对计算储能设备的容量衰减率进行计算,并储能系统的损耗值进行计算;
年收益率模块,根据储能系统的收益和储能系统的损耗值,计算储能系统的年收益率。
7.根据权利要求6所述的一种基于运行策略的分布式储能经济性评价系统,所述收益计算模块,包括:
建立储能系统目标函数:Fmax=Fsd+Fws,其中,Fmax为储能系统运行的收益,Fsd为储能系统的售电收益,Fws为储能系统的网损收益;
储能系统的售电收益包括充电时的售电费用Fcd和放电时的售电费用Fsd1;
Fsd=Fcd+Fsd1;
其中,M(t)为t时刻充电网购电的分时电价,Psd,k,f(t)为t时刻储能设备的放电功率,Psd,k,c(t)为t时刻储能设备的充电功率,n为储能系统中储能设备的数量,Δt为储能设备的充放电时间;
储能系统的网损收益Fws为配电网接入储能系统后线路损耗减少量带来的收益;
Fws=Fws1-Fws2;
其中,Fws1为原始配电线路损耗造成的损失价值,Fws2为储能系统接入后配电线路造成的损失价值,Pys,m(t)为在t时刻原始支路造成的有功损耗值;Pys,l(t)为在t时刻原始支路的有功功率,Qys,l(t)为在t时刻原始支路的无功功率,Uys,e(t)为在t时刻原始支路的额定电压;Pjr,m(t)为在t时刻储能接入后支路造成的有功损耗值;Pjr,l(t)为在t时刻储能接入后支路的有功功率,Qjr,l(t)为在t时刻储能接入后支路的无功功率,Ujr,e(t)为在t时刻储能接入后支路的额定电压,tcd为计算场景时间尺度,R为配电网线路的电阻值。
8.根据权利要求7所述的一种基于运行策略的分布式储能经济性评价系统,在所以模块中所述目标函数的约束条件,包括:
设定配电网支路的连接节点为节点i和节点j;
潮流约束:
Pij=Vi*Iij*cos(θij)-Vj*Iij*cos(θij-δij);
Qij=Vi*Iij*sin(θij)-Vj*Iij*sin(θij-δij);
Pij^2+Qij^2≤Sij_max^2;
其中,Iij为支路电流,Vi和Vj分别为支路两端的电压,Pij为线路的有功功率,Qij为线路的无功功率,θij为节点i和节点j之间的相角差,δij为线路的相位角差;Si j_max为线路的额定复功率;
配电网安全运行约束:
其中,Ui min和Ui max为节点i的电压幅值上下限;Iij max为支路电流幅值上限;
储能系统约束:
Pgen_min≤Pgen≤Pgen_max;
Qgen_min≤Qgen≤Qgen_max;
其中,Pgen_min和Pgen_max分别为储能设备的有功功率的最小和最大约束值,Qgen_min和Qgen_max分别为储能设备的无功功率的最小和最大约束值。
9.根据权利要求6所述的一种基于运行策略的分布式储能经济性评价系统,所述损耗计算模块,包括:
获取运行参数中储能设备每次的放电深度和放电时长长度,计算平均放电深度和平均放电时长;
根据平均放电深度和平均放电时长,计算当前时间段储能设备的容量衰减率;其计算过程为:
Slope=Cov(x,y)/Var(x);
intercept=dodpj-Slope*tpj;
y=slope*x+intercept;
其中,y为储能设备的放电深度,x为储能设备的放电时长,tpj为平均放电时长,dodpj为平均放电深度,z为放电次数;
将储能系统的实时数据带入到方程中,计算储能设备的容量衰减率;
根据容量衰减率计算储能系统的损耗值,其计算过程为:
其中Ssh为储能系统的损耗价值,Rdq,i为每个储能设备当前容量衰减率,Rdq-1,i为单位时间段之前每个储能设备的容量衰减率,c为每个储能设备的成本价格,n为储能系统中储能设备的数量。
10.根据权利要求6所述的一种基于运行策略的分布式储能经济性评价系统,所述年收益率模块,包括:
其中,SS为储能系统的年收益率,Fmax为储能系统的收益,Ssh为储能系统的损耗值,Ctz为储能系统的投资成本。
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CN109038560A (zh) * | 2018-08-03 | 2018-12-18 | 国家电网有限公司 | 基于运行策略的配电网分布式储能经济性评价方法和系统 |
CN114820046A (zh) * | 2022-04-08 | 2022-07-29 | 国网江苏省电力有限公司经济技术研究院 | 一种区域电网混合储能辅助调频经济优化与补偿定价方法 |
WO2022257712A1 (zh) * | 2021-06-11 | 2022-12-15 | 国网上海市电力公司 | 面向韧性提升的配电网分布式电源储能控制方法及系统 |
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