一种应急电源系统容量确定方法、装置及系统制造方法及图纸

本申请公开了一种应急电源系统容量确定方法、装置及系统，用以解决现有技术中无法根据用电系统的需求配置应急电源系统容量的问题。所述方法包括确定配电网出现故障的用电系统中应急负荷的属性；所述应急负荷，为所述用电系统的负荷中需要应急供电的负荷；基于所述应急负荷的属性，确定所述应急电源系统中用于提供应急供电的储能电池的类型；所述应急电源系统用于为所述用电系统提供应急供电；根据所述应急负荷的属性、所述储能电池的类型以及目标函数，确定所述应急电源系统的配置容量；所述目标函数为计算所述应急电源系统的配置容量的函数。

Method, device and system for determining capacity of emergency power supply system

The application discloses a method, device and system for determining the capacity of an emergency power supply system to solve the problem that the capacity of the emergency power supply system can not be configured according to the requirements of the power supply system in the prior art. The method includes determining the attributes of the emergency load in the power system in which the distribution network fails; the emergency load, which is the load that requires emergency power supply in the load of the power system; determining the type of energy storage battery for providing emergency power supply in the emergency power supply system based on the attributes of the emergency load; and The emergency power supply system is used to provide emergency power supply for the power supply system; the configuration capacity of the emergency power supply system is determined according to the attribute of the emergency load, the type of the energy storage battery and the objective function, which is a function of calculating the configuration capacity of the emergency power supply system.

【技术实现步骤摘要】
一种应急电源系统容量确定方法、装置及系统
本申请涉及储能电池
，尤其涉及一种应急电源系统容量确定方法、装置及系统。
技术介绍
煤矿系统包含多种用电设备，这些用电设备所耗用的总功率之和称为煤矿系统的总负荷。为了防止煤矿系统的配电网出现故障影响煤矿系统的正常运营，通常配置用于为煤矿系统提供应急供电的应急电源系统。其中，应急电源系统包括储能电池和储能逆变器。当配电网运行正常时，储能逆变器对储能电池进行充电；当配电网出现故障时，储能电池通过储能逆变器向煤矿系统提供应急供电。为了确保应急电源系统可以向煤矿系统提供足够的电量，需要对应急电源系统进行容量配置。而目前的配置方案中，大多是根据经验通过人工查表的方式，定性分析依靠预测人员的丰富实践经验以及主观的判断和，推断出事物的性质和发展趋势的分析各参数对储能电池的容量配置方案的影响，无法根据煤矿系统的实际需求量科学准确地综合分析，无法对应急电源系统的容量进行合理配置，以保障煤矿系统的安全可靠运行。
技术实现思路
本申请实施例提供一种应急电源系统容量确定方法，用以解决现有技术中无法根据用电系统的实际需求配置应急电源系统容量的问题。本申请实施例还提供一种应急电源系统容量确定装置，用以解决现有技术中无法根据用电系统的需求配置应急电源系统容量的问题。本申请实施例还提供一种应急电源系统，用以解决现有技术中无法根据用电系统的需求配置应急电源系统容量的问题。本申请实施例还提供一种应急电的应用系统，用以解决现有技术中无法根据用电系统的需求配置应急电源系统容量的问题。本申请实施例采用下述技术方案：一种应急电源系统容量确定方法，所述方法包括：确定配电网出现故障的用电系统中应急负荷的属性；所述应急负荷，为所述用电系统的负荷中需要应急供电的负荷；基于所述应急负荷的属性，确定所述应急电源系统中用于提供应急供电的储能电池的类型；所述应急电源系统用于为所述用电系统提供应急供电；根据所述应急负荷的属性、所述储能电池的类型以及目标函数，确定所述应急电源系统的配置容量；所述目标函数为计算所述应急电源系统的配置容量的函数。一种应急电源系统容量确定装置，所述装置包括：负荷属性确定模块，用于确定配电网出现故障的用电系统中应急负荷的属性；所述应急负荷，为所述用电系统的负荷中需要应急供电的负荷；电池类型确定模块，用于基于所述应急负荷的属性，确定所述应急电源系统中用于提供应急供电的储能电池的类型；所述应急电源系统用于为所述用电系统提供应急供电；配置容量确定模块，用于根据所述应急负荷的属性、所述储能电池的类型以及目标函数，确定所述应急电源系统的配置容量；所述目标函数为计算所述应急电源系统的配置容量的函数。一种应急电源系统，所述系统包括：储能电池组，所述储能电池组包含至少一个储能电池；上述所述的应急电源系统容量确定装置，所述应急电源系统容量与所述储能电池电连接，用于为所述储能电池组配置容量；储能逆变器，所述储能逆变器与所述储能电池组电连接，用于在配电网出现故障时，储能电池组通过所述储能逆变器为用电系统中应急负荷提供应急供电。一种应急电的应用系统，所述系统包括：用电系统；上述所述的应急电源系统，所述应急电源系统与所述用电系统电连接，用于在配电网出现故障时，所述应急电源系统为所述用电系统中应急负荷提供应急供电。本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：本申请通过，确定配电网出现故障的用电系统中应急负荷的属性，根据所述应急负荷的属性确定应急电源系统中用于提供应急供电的储能电池的类型，根据应急负荷的属性、储能电池的类型以及目标函数确定应急电源系统的配置容量，进而考虑到了能够维持用电系统正常运行的应急负荷的需求，而非定性分析用电系统中各个负荷对储能电池的容量配置的影响，从而实现了对应急电源系统进行合理配置，解决现有技术中无法根据用电系统的实际需求配置应急电源系统容量的问题。附图说明此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1为本申请实施例提供的一种应急电源系统容量确定方法的流程示意图；图2为本申请实施例提供的一种应急电源系统容量确定方法一种采用粒子群算法优化应急电源系统的配置容量的过程示意图；图3为本申请实施例提供的一种应急电源系统容量确定方法另一种采用粒子群算法优化应急电源系统的配置容量的过程示意图；图4为本申请实施例提供的一种应急电源系统容量确定方法采用遗传学算法优化应急电源系统的配置容量的流程图；图5为本申请实施例提供的一种应急电源系统容量确定方法在实际中的应用流程示意图；图6为本申请实施例提供的一种应急电源系统容量确定装置的结构示意图；图7为本申请实施例提供的一种应急电源系统结构示意图；图8为本申请实施例提供的一种应急电的应用系统结构示意图。具体实施方式为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。实施例1本申请实施例1中提供一种应急电源系统容量确定方法，该方法的执行主体可以是终端设备，例如，计算机。为了便于清楚的描述本申请实施例1提供的该方法，下文以方法的执行主体为终端设备为例，详细介绍本申请实施例提供的方法。本领域技术人员可以理解，该方法的执行主体为终端设备只是一种示例性说明，并不是对本方法的执行主体的具体限定。实施例1提供的一种应急电源系统容量确定方法的实现流程示意图如图1所示，该方法包括如下步骤：步骤101、确定配电网出现故障的用电系统中应急负荷的属性。这里所说的配电网可以为用电系统提供电能。当配电网出现故障时，用电系统将无法正常工作，而导致配电网出现故障的情况往往有很多种，比如，当配电网自身组成部分出现故障时，便会导致配电网不能为用电系统提供电能，或者，当配电网与用电系统之间连通的线路出现故障时，也会导致配电网不能为用电系统提供电能。在配电网出现故障时，可以由应急电源系统来给用电系统提供电能。由于用电系统中往往会包含多个负荷，而在应急供电时，为了避免应急电源系统的能量消耗过快，可以仅向用电系统提供能够维持用电系统正常工作的负荷。为了便于后续描述，这里将用电系统的负荷中，能够维持用电系统正常工作的负荷称为应急负荷。那么本申请中所说的应急负荷，即为用电系统的负荷中需要应急供电的负荷。这里所说的负荷可以为用电系统中的用电设备，例如，照明灯、电动机、计算机，等等。那么，可以预先确定应急负荷正常工作时所需的电能，具体来说，可以确定应急负荷的属性，应急负荷的属性可以包括应急负荷的功率、备电时间及数量等信息。本申请实施例，充分考虑到了能够维持用电系统正常运行的应急负荷的需求，而非定性分析用电系统中各个负荷对储能电池的容量配置的影响，以实现对应急电源系统进行合理配置，解决了现有技术中无法根据用电系统的实际需求配置应急电源系统容量的问题。步骤102、基于所述应急负荷的属性，确定所述应急电源系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应急电源系统容量确定方法，其特征在于，包括：确定配电网出现故障的用电系统中应急负荷的属性；所述应急负荷，为所述用电系统的负荷中需要应急供电的负荷；基于所述应急负荷的属性，确定应急电源系统中用于提供应急供电的储能电池的类型；所述应急电源系统用于为所述用电系统提供应急供电；根据所述应急负荷的属性、所述储能电池的类型以及目标函数，确定所述应急电源系统的配置容量；所述目标函数为计算所述应急电源系统的配置容量的函数。

【技术特征摘要】
1.一种应急电源系统容量确定方法，其特征在于，包括：确定配电网出现故障的用电系统中应急负荷的属性；所述应急负荷，为所述用电系统的负荷中需要应急供电的负荷；基于所述应急负荷的属性，确定应急电源系统中用于提供应急供电的储能电池的类型；所述应急电源系统用于为所述用电系统提供应急供电；根据所述应急负荷的属性、所述储能电池的类型以及目标函数，确定所述应急电源系统的配置容量；所述目标函数为计算所述应急电源系统的配置容量的函数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述应急负荷的属性、所述储能电池的类型以及目标函数，确定应急电源系统的配置容量，具体包括：根据所述应急负荷的属性和所述储能电池的类型，求解所述目标函数，得到求解结果；根据所述目标函数的约束条件，修正所述求解结果，以得到所述应急电源系统的配置容量。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述应急负荷的属性，包括所述应急负荷的功率、所述应急负荷的备电时间和所述应急负荷的数量；根据所述应急负荷的属性和所述储能电池的类型，求解所述目标函数，得到求解结果，具体包括：根据所述储能电池的类型，确定与所述类型相对应的储能电池的环境校正系数和放电深度，以及所述应急电源系统的冗余系数和效率；根据所述应急负荷的功率、所述应急负荷的备电时间、所述应急负荷的数量，以及确定出的所述环境校正系数、冗余系数、效率和放电深度，求解所述目标函数，得到所述求解结果。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述目标函数为：其中，WESS为所述求解结果；i为所述用电系统的应急负荷的编号，i的取值范围为[1，n]；n为所述用电系统的负荷的总数量；Pi为所述用电系统的第i个应急负荷的功率；ti为所述第i个应急负荷的备电时间；Kt为储能电池的环境校正系数；Ks为应急电源系统冗余系数；DOD(t)为储能电池在t时刻的放电深度；ηout为应急电源系统的效率，计算公式如下：ηout＝η电池·ηDC,cable·η变流器·ηLV·η变压器·ηHV·ηAV·ηAux；η电池为所述储能电池的效率，ηDC,cable为所述储能电池的直流线的效率，η变流器为变流器的效率，ηLV为所述变流器的低压线路传输效率，η变压器为变压器的效率，ηHV为所述变压器的高压线路传输效率，ηAux为辅助设备的效率，ηAV为所述辅助设备的线缆线路传输效率。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述目标函数的约束条件包括储能电池的放电深度、应急电源系统的失电率、和应急电源系统的经济成本中的至少一个。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述储能电池在t时刻的放电深度，按照下述公式计算：其中，WESS为所述目标函数；σ为储能电池的自放电率；Pdc为储能电池的放电功率；Δt为所述储能电池的放电时间；ηdc为所述储能电池的放电效率；Pch为储能电池的充电功率；ηch为所述储能电池的充电效率。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述储能电池的放电深度满足：DODmin≤DOD≤80％×DODmax其中，DODmin为储能电池所允许的最小放电深度；DODmax为储能电池所允许的最大放电深度。8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述应急电源系统的失电率，按照下述公式计算得到：其中，LSP(t)＝Pload·Δt-WESS·(SOC(t-1)-SOCmin)·ηout；SOC(t-1)＝1-DOD(t-1)；ηout·WESS(t)≥Pload(t)·Δt；WESS为所述目标函数；RLPSP为所述应急电源系统的失电率；SOC(t-1)为所述储能电池在t-1时刻的荷电状态；SOCmin为所述储能电池在t-1时刻的最小荷电状态；Δt为应急电源系统的掉电时间；Pload为所述用电系统中需要应急供电的负荷的容量总和；DOD(t-1)为储能电池在t-1时刻的放电深度。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，根据所述应急电源系统的失电率，修正所述求解结果，以得到所述应急电源系统的配置容量，具体包括：根据所述应急电源系统的失电率，确定所述储能电池电压的边界条件和所述储能电池电流的边界条件。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述储能电池电压的边界条件包括：其中，UB为储能电池的端电压；Uch为储能电池的充电电压；Udc为储能电池的放电电压；UPCS,DC为直流侧电压；UPCS，min为直流侧电压下限；UPCS,max为直流侧电压上限。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述储能电池电流的边界条件包括：其中，Ich,max为电池的充电限制电流；Idc,max为电池的放电限制电流。12.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述应急电源系统的经济成本，按照下述方式计算：Ctotal＝Cv+Co+Cd＝(kbWESS+kpPESS+kaWESS)+koPESS+kdWESS其中，WESS为所述求解结果；PESS为储能电池的功率；Cv为应急电源系统的投资成本，Co为应急电源系统的运行成本，Cd为应急电源系统的处置成本；kb为储能电池的单位能量价格，kp为储能逆变器的单位功率价格，ka为辅助设备的投资成本系数，ko为储能电池的运行成本系数，kd为储能电池的处置成本系数。13.一种应急电源系统容量确定装置，其特征在于，包括：负荷属性确定模块，用于确定配电网出现故障的用电系统中应急负荷的属性；所述应急负荷，为所述用电系统的负荷中需要应急供电的负荷；电池类型确定模块，用于基于所述应急负荷的属性，确定应急电源系统中用于提供应急供电的储能电池的类型；所述应急电源系统用于为所述用电系统提供应急供电；配置容量确定...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛建娜，周友，
申请(专利权)人：神华集团有限责任公司，北京低碳清洁能源研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11