发电容量的适配以及确定能量存储单元尺寸制造技术

一种用于确定在一时间段内电力网络(2)的停电概率的方法，该方法包含由数据处理单元的处理器执行的以下步骤：将所述时间段划分为若干时间间隔；确定所述时间段内的发电设施(4)的发电容量和能量存储单元(8)的能量存储单元尺寸；从每个时间间隔的负载单元(6)的负载单元需求中确定每个时间间隔的有效负载单元需求；以及，使用包含所述发电容量、所述能量存储单元尺寸和所述有效负载单元尺寸的电网参数来计算停电概率，其中，对所述电网参数关于所述时间段的所有时间间隔进行最优化以得到其最大值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】发电容量的适配以及确定能量存储单元尺寸
本专利技术涉及一种确定电力电网（electrical power grid)的停电概率的方法、一种 发电容量（power generation capacity)适配的方法以及一种确定能量存储单元尺寸的方 法。本专利技术还涉及一种数据处理单元。
技术介绍
电力电网系统通常将由基于燃料的发电厂（亦即，燃媒、燃油、燃气）产生的电能 与来自风力、太阳能以及微型水力的可变能量来源相结合。必须对基于燃料的发电厂进行 扩充和缩减以匹配来自可变能量来源的能量生产的上涨和下降以及变化的需求。 使用两种基本方法处理改变的需求。第一，基于燃料的发电厂可以运行在其最大 输出以下，然后在需要时快速地增加发电量（热备用）。第二，可以调动（在几分钟内）另 外的发电厂（例如，基于燃气涡轮机的发电厂）来提供更大的发电容量。上述的两种方法 均是成本很高的。运行在最大输出以下的热备用工厂通常是低于其最佳效率地生产，并且 在另外的发电厂的昂贵的发电装置大部分时间未被使用。 除了成本问题，已有的发电系统还基于关于提前由每日或每月的使用概况提供的 确定性需求的知识来调整电能。它们未被设计成实时地处理随机能量来源以及由经电网连 接的诸如太阳能电池组和风力涡轮机这样的间歇性能量来源引起的需求。 电网能量存储涉及用于将电力大规模地存储在电力电网中的方法。在来自发电厂 的生产超过消耗的期间存储电力能量，并且在消耗超过生产时使用存储的能量。能量存储 有两个潜在的优点。第一，能够提高效率并降低能量生产的成本。能量存储可以降低发电 的峰值，并且不需要大幅扩充和缩减发电厂以满足暂时的消耗。这具有如下优点：基于燃料 的发电厂可以更高效地且更易于以较低的电能生产水平地工作。第二，能够有利于使用可 变的能量来源和需求。使用存储，电网电能电网的操作员可以使能量生产适配于能量消耗， 这两者均可以随着时间而随机地变化。 尽管在电力电网中对能量存储的使用可能性很高且日益增加，但是仍然不清楚如 何以一种高效的方式来设计并运行这样的系统。一种可能的设计方法是在系统运行之前对 能量存储进行尺寸选择以便确保一直满足需求。 -种对电池组进行尺寸选择的已知方法包括以下步骤：确定具体需求的要求，并 且选择能够在指定时间内供给该负载的电池组尺寸。ANSI/IEEE485是关于这种电池尺寸选 择的工业参考。ANSI/IEEE1115(用于固定应用的镍镉电池组尺寸选择的IEEE推荐实施规 程）提供关于镍镉电池组的等效的尺寸选择信息。两种方法均假设确定性需求占空比，并 且基于该占空比的最高部分对电池组进行尺寸选择。这得到在最差占空比的峰值负载远高 于平均值时的保守设计，并且不能应用于随机的能量来源和/或需求的情形。 -些研究文献涉及针对随机能量来源的电池组尺寸选择技术。 第一篇文献《Sizing Curve for Design of Isolated Power Systems》（P. Arun，R. Banerjee和S. Bandyopadhyay，Advances in Energy Research(AER-2006))提出了一种用于 带有能量存储的光电池系统的设计空间方法，其中，为了使系统正常工作，设计空间包括所 有可行的发电和能量存储尺寸。 第二篇文献《Design of Wind Power Generation systems for Industrial Application Incorporating Resource Uncertainty》（A. Roy、S. Kedare 和 S. Bandyopadhay，Chemical Engineering Transactions，卷 18 (2009))扩展了第一篇文献的 教导，提出了使用可靠性目标将风资源的不确定性纳入设计阶段，从而对风电电池组系统 进行尺寸选择和最优化的设计空间方法论。 在这些文献中描述的方法具有以下限制。第一，它们均假设关于需求的先验知识。 第二，第二篇文献假设风力发电符合韦布尔分配（Weibull distribution),并且该方法仅 适用于该分配。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供确定和控制电力电网的尺寸的改良的技术。 通过根据独立权利要求1所述的方法、根据独立权利要求8所述的方法、根据独立 权利要求9所述的方法以及根据独立权利要求10所述的数据处理单元解决了该目的。本 专利技术的有利的实施例是从属权利要求的主题。 根据一方面，本专利技术提供了一种用于确定电力电网特别是智能电网的停电概率的 方法，其中使用发电设施和能量存储单元在一时间段内对至少一个负载单元进行配电，该 方法包含由数据处理单元的处理器执行的以下步骤： -将所述时间段划分为若干时间间隔； -确定在所述时间段内的所述发电设施的发电容量和所述能量存储单元的能量存 储单元尺寸； -分别从在每个时间间隔内的负载单元的负载单元需求确定在每个时间间隔内的 有效负载单元需求，其中，从数据库读出或者通过读出电能表得到每个时间间隔内的负载 单元需求，并且有效负载单元取得位于所述负载单元的峰值需求和平均需求之间的值；以 及 -使用包含所述发电容量、所述能量存储单元尺寸和所述有效负载单元需求的电 网参数来计算所述停电概率，其中，对所述电网参数关于所述时间段的所有时间间隔进行 最优化以得到其最大值电网。 根据另一方面，本专利技术提供了一种用于电力电网特别是智能电网的发电容量的适 配的方法，该方法包含以下步骤： a)确定发电容量、能量存储单元尺寸和负载单元需求，其中从数据库中读出或者 通过读出电能表得到所述发电容量和/或能量单元尺寸和/或所述负载单元需求； b)由数据处理单元的处理器计算取决于所述发电容量、所述能量存储单元尺寸和 所述负载单元需求的停电概率； c)比较所述停电概率与目标可靠性阈值； d)如果所述停电概率小于所述目标可靠性阈值，则调整所述发电容量； e)由所述数据处理单元的处理器计算取决于所调整的发电容量、所述能量存储单 元尺寸和所述负载单元需求的新的停电概率； f)比较所述新的停电概率与所述目标可靠性阈值；以及 g)重复所述步骤d)至f)，直至所述新的停电概率等于或大于所述目标可靠性阈 值为止。 根据另一方面，本专利技术提供了一种用于确定包含发电设施和负载单元的电力电网 特别是智能电网的能量存储单元尺寸的方法，该方法包含以下步骤： a)确定发电容量和负载单元需求，其中根据从数据库读出的预定的电能使用概况 (power usage profile)来确定所述负载单元需求； b)由数据处理单元的处理器计算取决于所述发电容量、所述能量存储单元尺寸和 所述负载单元需求的停电概率； c)比较所述停电概率与目标可靠性阈值； d)如果所述停电概率小于所述目标可靠性阈值，则调整所述能量存储单元尺寸； e)由数据处理单元的处理器计算取决于所调整的发电容量、所述能量存储单元尺 寸和所述负载单元需求的新的停电概率； f)比较所述新的停电概率与所述目标可靠性阈值；以及 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定电力电网(2)特别是智能电网的停电概率的方法，其中，使用发电设施(4)和能量存储单元(8)在一时间段内对至少一个负载单元(6)进行配电，该方法包含由数据处理单元(10)的处理器(12)执行的以下步骤：将所述时间段划分(20)为若干时间间隔；确定(22)所述时间段内的所述发电设施(4)的发电容量和所述能量存储单元(8)的能量存储单元尺寸；分别从每个时间间隔内的负载单元(6)的负载单元需求中确定每个时间间隔内的有效负载单元需求，其中，从数据库读出或者通过读出电能表来得到每个时间间隔内的负载单元需求，并且有效负载单元取得位于所述负载单元(6)的峰值需求与平均需求之间的值；以及使用包含所述发电容量、所述能量存储单元尺寸和所述有效负载单元需求的电网参数来计算(24)所述停电概率，其中，对所述电网参数关于所述时间段的所有时间间隔进行最优化以得到其最大值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.30 EP 11306813.41. 一种确定电力电网（2)特别是智能电网的停电概率的方法，其中，使用发电设施（4) 和能量存储单元（8)在一时间段内对至少一个负载单元（6)进行配电，该方法包含由数据 处理单元（10)的处理器（12)执行的以下步骤： 将所述时间段划分（20)为若干时间间隔； 确定（22)所述时间段内的所述发电设施（4)的发电容量和所述能量存储单元（8)的 能量存储单元尺寸； 分别从每个时间间隔内的负载单元（6)的负载单元需求中确定每个时间间隔内的有 效负载单元需求，其中，从数据库读出或者通过读出电能表来得到每个时间间隔内的负载 单元需求，并且有效负载单元取得位于所述负载单元（6)的峰值需求与平均需求之间的 值；以及 使用包含所述发电容量、所述能量存储单元尺寸和所述有效负载单元需求的电网参数 来计算（24)所述停电概率，其中，对所述电网参数关于所述时间段的所有时间间隔进行最 优化以得到其最大值。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述负载单元需求包含每个时间间隔内 的若干负载单元需求分配，确定所述有效负载单元需求包含分别从每个负载单元需求分配 中确定每个时间间隔内的有效负载单元需求分配，其中，从所述数据库读出每个时间间隔 内的负载单元需求分配，并且确定合计所述若干负载单元需求分配的复合参数，其中，所述 电网参数包含所述复合参数，并且所述数据处理单元的处理器进一步地对所述电网参数关 于所述复合参数进行最优化以得到其最小值。3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述负载单元需求分配是随机的分配。4. 根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，将所述负载单元需求分配提供为预定 的电能使用概况。5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述电能使用概况涉及每日、每星期、每 月或者每年的电能使用。6. 根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，将所述负载单元需求分配提供为由仪 表实时测量并提供给所述数据库的测量值。7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在每个负载单元或者能量存储单元处测 量所述测量值。8. -种电力电网（2)特别是智能电网的发电容量的适配的方法，该方法包含以下步 骤： a) 确定发电容量、能量存储单元尺寸和负载单元需求，其中，从数据库读出或者通过读 出电能表得到所述发电容量和/或能量单元尺寸和/或所述负载单元需求； b) 由数据处理单元的处理器根据如权利要求1至7的任一项所述的方法计算取决于所 述发电容量、所述能量存储单元尺寸和所述负载单元需求的停电概率； c) 比较所述停电概率与目标可靠性阈值； d) 如果所述停电概率小于所述目标可靠性阈值，则调整所述发电容量； e) 由所述数据处理单元的处理器根...

【专利技术属性】
技术研发人员：T萨洛尼迪斯，L马索列，S凯沙弗，N赫格德，
申请(专利权)人：汤姆逊许可公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR