一种光伏储能协同规划方法和系统技术方案

本申请实施例公开了一种光伏储能协同规划方法和系统，所述方法包括：基于连续时间的离散化，收集用户所在地的年光伏出力数据归一值、年用户负荷数据以及电力市场交易数据；对储能系统进行建模；建立混合整数线性规划模型，所述混合整数线性规划模型包括规划模型的年综合成本目标函数和规划模型的约束条件；求解所述混合整数线性规划模型，得到光伏储能的规划容量及调度方法。本申请实施例能够同时对光伏和储能容量进行规划，适用于未装设光伏系统的用户，同时充分考虑了用户负荷的多样性和光伏出力的多样性，也考虑了不同种类电力用户间的差异性，使得规划结果能够更好地贴合用户实际。实际。实际。

【技术实现步骤摘要】
一种光伏储能协同规划方法和系统


[0001]本申请实施例涉及光伏储能
，具体涉及一种光伏储能协同规划方法和系统。

技术介绍

[0002]光伏储能系统作为应对能源紧缺、降低碳排放的有效方案之一，克服了光伏发电的间歇性和随机性给系统运行带来的不利影响，因此其在近几年得到了大力的发展。同时越来越多的工商业用户选择安装光伏储能系统以降低其用电成本。
[0003]基于此背景，一套面向工商业分布式用户的光伏储能协同规划方法就显得尤为重要。
[0004]目前市面上的规划方法多为光伏容量已确定，仅对储能容量进行规划，这类规划方法不适用于未装设光伏系统的用户。同时，市面上的规划方法在进行规划时使用的数据量过于匮乏，无法充分考虑用户负荷的多样性及光伏出力的多样性，同时也无法保障系统的安全稳定运行。

技术实现思路

[0005]为此，本申请实施例提供一种光伏储能协同规划方法和系统，能够同时对光伏和储能容量进行规划，适用于未装设光伏系统的用户。同时充分考虑了用户负荷的多样性和光伏出力的多样性，也考虑了不同种类电力用户间的差异性，使得规划结果能够更好地贴合用户实际。
[0006]为了实现上述目的，本申请实施例提供如下技术方案：
[0007]根据本申请实施例的第一方面，提供了一种光伏储能协同规划方法，所述方法包括：
[0008]基于连续时间的离散化，收集用户所在地的年光伏出力数据归一值、年用户负荷数据以及电力市场交易数据；
[0009]对储能系统进行建模；
[0010]建立混合整数线性规划模型，所述混合整数线性规划模型包括规划模型的年综合成本目标函数和规划模型的约束条件；
[0011]利用求解器求解所述混合整数线性规划模型，得到光伏储能的规划容量及调度方法。
[0012]可选地，所述对储能系统进行建模，按照如下公式：
[0013]E
k+1
＝E
k
+P
s
·
in
·
η
in
·
Δt
‑
P
s
·
out
·
Δt/η
out
[0014]其中，E
k
表示第k个时间节点处储能的剩余电量，P
s
·
in
和P
s
·
out
分别表示储能的充电功率和放电功率，η
in
和η
out
分别表示储能的充电效率和放电效率，Δt表示时间间隔。
[0015]可选地，所述规划模型的年综合成本目标函数，按照如下公式：
[0016]minC
cost
＝C
run
+C
invest
[0017]其中，C
cost
表示年度综合成本；C
run
表示用户的年用电成本；C
invest
表示光伏和储能系统的年度投资成本。
[0018]可选地，所述用户的年用电成本的计算方法按照如下公式：
[0019][0020]其中，N为一年之中时间节点的个数，表示第k个时间节点从电网购电时的电价、表示第k个时间节点向电网出售光伏余电的电价、表示第k个时间节点从电网购电的功率、表示第k个时间节点向电网售电的功率；
[0021]所述年度投资成本的计算方法按照如下公式：
[0022][0023]其中，M
s
表示单位容量储能设备的投资成本、M
pv
表示单位容量的光伏设备的投资成本、E
sN
表示储能规划容量、P
pvN
表示光伏的规划容量、Y
s
表示储能设备寿命、Y
pv
表示光伏设备寿命。
[0024]可选地，所述规划模型的约束条件中的功率平衡约束按照如下公式：
[0025][0026]其中，表示第k个时间节点储能系统的充电功率、表示第k个时间节点储能系统的放电功率、表示第k个时间节点用户侧用电负荷、表示第k个时间节点的光伏出力。
[0027]可选地，所述规划模型的约束条件中的储能系统的电量约束按照如下公式：
[0028]E
k+1
＝E
k
+P
s
·
in
·
η
in
·
Δt
‑
P
s
·
out
·
Δt/η
out
[0029](1
‑
U)≤E
k
≤0.95E
sN
[0030]其中，U表示储能系统的最大放电深度；
[0031]所述规划模型的约束条件中的储能系统的充放电约束按照如下公式：
[0032][0033][0034][0035][0036]P
s
·
in
·
max
＝P
s
·
out
·
max
＝C
·
E
sN
[0037][0038]其中，与分别为储能系统的充电标志和放电标志，充电时，为1、为0；放电时为0、为1；P
s
·
in
·
max
与P
s
·
out
·
max
分别为储能的最大充电功率和最大放电功率；C为储能的充放电倍率。
[0039]可选地，所述规划模型的约束条件中的光伏约束按照如下公式：
[0040][0041]其中，为时间节点k处光伏出力的归一值；
[0042]P
pvN
≤[S/S
pv
]·
P
ppv
[0043]其中，S为光伏板的最大可安装面积；S
pv
为单个光伏板的面积；P
ppv
为单个光伏板的光伏容量。
[0044]根据本申请实施例的第二方面，提供了一种光伏储能协同规划系统，所述系统包括：
[0045]数据收集模块，用于基于连续时间的离散化，收集用户所在地的年光伏出力数据归一值、年用户负荷数据以及电力市场交易数据；
[0046]储能系统建模模块，用于对储能系统进行建模；
[0047]混合整数线性规划模型建模模块，用于对混合整数线性规划模型进行建模，所述混合整数线性规划模型包括规划模型的年综合成本目标函数和规划模型的约束条件；
[0048]规划模型求解模块，用于利用求解器求解所述混合整数线性规划模型，得到光伏储能的规划容量及调度方法。
[0049]可选地，储能系统建模模块，具体用于：
[0050]按照如下公式对储能系统进行建模：
[0051]E
k+1<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光伏储能协同规划方法，其特征在于，所述方法包括：基于连续时间的离散化，收集用户所在地的年光伏出力数据归一值、年用户负荷数据以及电力市场交易数据；对储能系统进行建模；建立混合整数线性规划模型，所述混合整数线性规划模型包括规划模型的年综合成本目标函数和规划模型的约束条件；求解所述混合整数线性规划模型，得到光伏储能的规划容量及调度方法。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对储能系统进行建模，按照如下公式：E
k+1
＝E
k
+P
s
·
in
·
η
in
·
Δt
‑
P
s
·
out
·
Δt/η
out
其中，E
k
表示第k个时间节点处储能的剩余电量，P
s
·
in
和P
s
·
out
分别表示储能的充电功率和放电功率，η
in
和η
out
分别表示储能的充电效率和放电效率，Δt表示时间间隔。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述规划模型的年综合成本目标函数，按照如下公式：minC
cost
＝C
run
+C
invest
其中，C
cost
表示年度综合成本；C
run
表示用户的年用电成本；C
invest
表示光伏和储能系统的年度投资成本。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述用户的年用电成本的计算方法按照如下公式：其中，N为一年之中时间节点的个数，表示第k个时间节点从电网购电时的电价，表示第k个时间节点向电网出售光伏余电的电价，表示第k个时间节点从电网购电的功率，表示第k个时间节点向电网售电的功率。5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述年度投资成本的计算方法按照如下公式：其中，M
s
表示单位容量储能设备的投资成本，M
pv
表示单位容量的光伏设备的投资成本，E
sN
表示储能规划容量，P
pvN
表示光伏的规划容量，Y
s
表示储能设备寿命，Y
pv
表示光伏设备寿命。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述规划模型的约束条件中的功率平衡约束按照如下公式：其中，表示第k个时间节点储能系统的充电功率，表示第k个时间节点储能系统的放电功率，表示第k个时间节点用户侧用电负荷，表示第k个时间节点的光伏出
力，表示第k个时间节点向电网售电的功率，表示第k个时间节点从电网购电的功率。7.如权利要求1
‑
6任一项所述的方法，其特征在于，所述规划模型的约束条件中的储能系统的电量约束按照如下公式：E
k+1
＝E
k
+P
s
·
in
·
η
in
·
Δt
‑
P
s
·
out
·
Δt/η
out
(1
‑
U)≤E
k
≤0.95E
sN
其中，U表示储能系统的最大放电深度，E
sN
表示储能规划容量；所述规划模型的约束条件中的储能系统的充放电约束按照如下公式：所述规划模型的约束条件中的储能系统的充放电约束按照如下公式：所述规划模型的约束条件中的储能系统的充放电约束按照如下公式：所述规划模型的约束条件中的储能系统的充放电约束按照如下公式：P
s
·
in
·
max
＝P
s
·
out
·
max
＝C
·
E
sN
其中，与分别为储能系统的充电标志和放电标志，充电时，为1、为0；放电时为0、为1；P
s
·
in
·
max
与P
s
·
out
·
max
分别为储能的最大充电功率和最大放电功率；C为储能的充放电倍率；表示第k个时间节点用户侧用电负荷，表示第k个时间节点储能系统的放电功率。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述规划模型的约束条件中的光伏约束按照如下公式：其中，为时间节点k处光伏出力的归一值；P
pvN
表示光伏的规划容量；表示第k个时间节点的光伏出力；P
pvN
≤[S/S
pv
]
·
P
ppv
其中，S为光伏板的最大可安装面积；S
pv
为单个光伏板的面积；P
ppv
为单个光...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙树敏，程艳，于芃，王玥娇，张用，王士柏，张兴友，王楠，邢家维，关逸飞，周光奇，刘奕元，郭永超，常万拯，王彦卓，李庆华，张志豪，罗汉，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：