一种基于削峰填谷的储能系统调度方法技术方案

本发明专利技术提供一种基于削峰填谷的储能系统调度方法，所述方法包括(1)读取未来一天内预测的负荷出力数据、储能参数及分时电价数据；(2)计算优化前的符合标准差和电费支出；(3)求解不同权重函数下的储能系统功率输出；(4)计算削峰填谷后的评价指标；(5)计算削峰填谷的费用支出；(6)做出削峰填谷评价指标和费用支出随权系数化的曲线。本发明专利技术通过对目标函数进行调整，有效地解决了不同物理意义、不同量纲的目标函数无法加权相加的问题。降低了储能系统运行成本。有助于储能系统拥有者进一步地优化储能系统容量配置，具有一定适用性和可操作性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种储能系统调度方法，具体涉及一种基于削峰填谷的储能系统调度 方法。
技术介绍
用户用电具有特定的规律，不同时段的用电量差别很大，导致每天电力系统的负 荷都会出现高峰与低谷，造成了机组的多次启停，不利于机组的经济运行，也降低了系统的 负荷率，负荷率过低会导致网损的增加。并且随着电力工业的发展，电网规模和容量也在不 断扩大，而相应的地区电网用电的高峰甚至尖峰负荷以及峰谷差越来越大，为了减少高峰 与低谷之间的差距，提高系统运行的稳定性与经济性，电力工业中需要进行削峰填谷，因此 削峰填谷是电力工业的一个重要研宄方向。 近些年来，电力电子学、材料学等学科的发展推动了现代的先进储能技术的发展， 现阶段先进储能技术已经得到了示范性的推广并有了实际上的应用。储能系统在电能质 量、平抑出力波动、调频、削峰填谷方面均有应用。先进的储能技术可用于削峰填谷，大大减 少城市用电的峰谷差，既不用投资再建电厂，也可避免谷值时系统闲置容量过大所导致的 发电机组总体经济性下降、煤耗增加，因此研宄先进储能技术用于削峰填谷具有很强的工 程实用价值。先进储能技术主要指压缩空气储能、飞轮储能等机械储能，铅酸、镍氢、镍隔、 锂离子、钠硫和液流等电池储能，超导、超级电容和高能密度电容储能等电磁储能，熔盐储 能和热电储能等热力储能。而目前用于削峰填谷的主要是电池储能技术。 现有的削峰填谷技术，更多关注储能系统控制与削峰填谷效果之间的关联关系及 相关控制方法。而考虑储能系统运行成本和削峰填谷经济性等综合经济效益的控制方法尚 不够完善。 随着电价机制与电力市场制度的不断完善，如何运用峰谷平分时电价或是电力市 场中的实时电价，并综合考虑储能系统各项支出与成本，开展储能系统用于削峰填谷的优 化控制是亟待解决的关键问题。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种基于削峰填谷的储能系统调度方 法。本专利技术通过在削峰填谷评价的目标函数和费用支出的目标函数之间设置不同的权重系 数，求解出不同状态下的解，即储能系统各时段的充放电功率，以根据需要采用不同的充放 电调度策略。还有助于储能系统拥有者进一步地优化储能系统容量配置，具有一定适用性 和可操作性。 为了实现上述专利技术目的，本专利技术采取如下技术方案： -种基于削峰填谷的储能系统调度方法，所述方法步骤如下： (1)读取未来一天内预测的负荷出力数据、储能参数及分时电价数据； (2)计算优化前的符合标准差和电费支出； (3)求解不同权重函数下的储能系统功率输出； (4)计算削峰填谷后的评价指标； (5)计算削峰填谷的费用支出； (6)做出削峰填谷评价指标和费用支出随权系数变化的曲线。 本专利技术提供的优选技术方案中，所述步骤（2)包括如下步骤： A.计算优化前的负荷标准差：【主权项】1. ，其特征在于，所述方法步骤如下： (1) 获取未来一天内预测的负荷出力数据、储能参数及分时电价数据； (2) 计算优化前的符合标准差和电费支出； (3) 求解不同权重函数下的储能系统功率输出； (4) 计算削峰填谷后的评价指标； (5) 计算削峰填谷的费用支出； (6) 绘制削峰填谷评价指标和费用支出随权系数变化的曲线。2. 根据权利要求1所述调度方法，其特征在于，所述步骤（2)包括如下步骤： A. 计算优化前的负荷标准差：其中，Pi〇ad,t为所述负荷第t时刻的出力数据，Pav为所述负荷出力的平均值，T为未来 一天的调度时段数，为储能系统充放电前的负荷标准差； B. 根据分时电价计算优化前的电费支出：其中，Ct为所述负荷第t时刻的电价数据，fth。,,hi为储能系统充放电前的电费支出。3. 根据权利要求1所述调度方法，其特征在于，所述步骤（3)中，将优化前负荷标准差 和电费支出代入削峰填谷数学优化模型中，并求解不同权重系数下该模型的最优解，步骤 如下： A. 削峰填谷数学优化模型如下式：Pfaess- 其中，化eJ为所求的多目标函数的值，化eJ为储能成本，曰1表示第i种情况下 的权重系数，根据具体需要可设置N个不同的权重系数，Pb。,康示由调度期间内储能系统输 出功率所构成的该数学模型的决策向量，Pb。^^表示第t时刻的储能系统输出功率，当Pbw&t < 0时，储能系统处于充电状态，当Pbws，t> 0时，储能系统处于放电状态，当Pbess，t= 0时， 储能系统处于零功率运行状态； B. 目标函数中，优化后负荷标准差化eJ、电费支出fehar化eJW及储能系统成本 计算如下：其中，At表示负荷采样的时间间隔； PwiPDSt为储能系统放电或充电后的负荷平均值，即储能系统成本包括投资成本和运维成本，即 fbess化ess) -ClN+C〇M 其中，Ciw为调度周期储能系统充放电操作的投资成本折旧，Ca"为运维成本； 投资成本是储能系统初始进行投资时的成本，需要根据每次储能系统的充放电深度分 摊到每一次的充放电操作；储能系统的投资成本折旧，计算公式如下： 〔IN-(SOCdis, 〇-S〇C"s, 1) ?CiN, 8 其中，SOCdk,。为连续放电开始时的荷电状态；SOCdw为连续放电结束时的荷电状态； 为完全充放一次的投资成本折旧额，单位：元； 在实际中可W通过计算连续放电状态下放电电量来导出上式中的S0C变化量：其中，Tdk为连续放电状态的持续时长；tdk为储能放电的时刻；/Lwd。为储能系统放电 状态下的功率；C--储能系统容量；Qdw,dk--连续放电时总的放电量； 对于储能系统的运维成本，计算公式如下 C〇M-KoPmax/n+KjiQday,dis 其中，Pm。,为储能系统对外功率的最大值，单位；kW;Cs为储能系统容量单位；kWh;K。为 储能系统的年运行成本系数，单位；kw/元；Km为维护成本系数，单位；kWh/元，n为年运行 天数； 故最后的目标函数表示如下：C.该模型的约束条件如下： 1) 功率约束 充电时 Pch，max《Pbess，t《0 放电时 0《Pbess，t《Pdis，max 其中，Pc*，m。读示储能系统的最大充电功率，由于充电时功率小于零，因此Pch，m。遗负 值；Pdk.mi。表示储能系统的最大放电功率，由于放电时功率大于零，因此Pdbmi。是正值； 2) 荷电状态约束 SOCm化《S0Ct《S0Cmax其中，SOCmh、SOCm"分别为储能系统的荷电状态的最小值和最大值，SOCt为第t时刻的 荷电状态，C表示相应的充放电系数，放电时C>1，说明放电过程中存在一定损耗，充电 时C<1，说明充电过程中也存在一定损耗，C表示储能系统的额定容量。 D. 限定充电状态和放电状态的时刻 为了提高削峰填谷的效率，加快模型求解的速度，本文中对约束条件进行了改进；对充 放电功率约束，进行如下限定： 1)当PlDad,t<Pav时，储能系统处于充电状态，即Peh,max《Pbess,t《0 ; 。当PlDad,t>Pav时，储能系统处于放电状态，即0《Pbess,t《Pdbmax。 E. 设置N个不同的权重系数a;，并求解不同权重系数下的解。4. 根据权利要求本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于削峰填谷的储能系统调度方法，其特征在于，所述方法步骤如下：(1)获取未来一天内预测的负荷出力数据、储能参数及分时电价数据；(2)计算优化前的符合标准差和电费支出；(3)求解不同权重函数下的储能系统功率输出；(4)计算削峰填谷后的评价指标；(5)计算削峰填谷的费用支出；(6)绘制削峰填谷评价指标和费用支出随权系数变化的曲线。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李相俊，宁阳天，惠东，陈金祥，郑高，麻秀范，贾学翠，郭光朝，张亮，王立业，汪奂伶，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，国网福建省电力有限公司，国网福建省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11