一种光伏装机容量与储能容量的配置方法技术

本发明专利技术公开了一种光伏装机容量与储能容量的配置方法，包括：容量计算步骤：在保证负荷缺电率不高于设定指标的情况下，基于光伏出力曲线和负荷曲线，以光伏的成本与储能装置的成本总和最优为条件，求解需要配置的光伏装机容量和储能容量；储能配置步骤：将储能装置分为固定储能部分和移动储能部分，以光伏装机容量作为前提，计算得到指定时间段的光伏出力曲线与负荷曲线，在保证负荷缺电率不高于设定指标的前提约束下，计算指定时间段内应当配置的固定储能容量和移动储能容量，得到最终的容量配置方案。本发明专利技术将储能类型划分成固定储能与移动储能，在保证负荷缺电率低于要求指标的同时，实现了光伏与储能成本的最小化，提高直流系统的可靠性。系统的可靠性。系统的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种光伏装机容量与储能容量的配置方法


[0001]本专利技术涉及能源配置领域，特别涉及一种光伏装机容量与储能容量的配置方法。

技术介绍

[0002]作为新一代供配电技术，直流供配电具有很多优势，例如不存在涡流损耗、线路损耗小、电能质量高等；在直流系统中，光伏是重要组成部分之一。作为最常见的分布式电源类型之一，光伏具有清洁环保、经济效益好、适用范围广等优点。然而分布式光伏出力具有较大的随机性与波动性，例如在白天与黑夜、夏季与冬季，光伏出力差距较大。这种不确定性对网内负荷的供电可靠性造成了较大的影响，给直流系统的运行带来了高度不确定性。除了光伏设备之外，现在的直流系统内常配置有储能来进行电能的调蓄，以提高电能利用率、降低系统运行成本。常见的储能装置为超级电容器/蓄电池混合的储能设备，其容量、充放功率大小及充放电策略也会为直流配网的运行状态带来挑战。因此，在光储直流系统中，需要一种关于光伏装机容量及储能容量的合适的配置方法，来确保网内负荷的供电可靠性以及电能利用率，实现直流电网的安全、经济运行。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中光伏出力随机性和波动性较大，导致直流系统可靠性较差的问题，本专利技术提供了一种光伏装机容量与储能容量的配置方法，在储能配置方面，创新性地将储能类型划分成固定储能与移动储能，其中移动储能部分能够灵活配置与拆卸，以满足年内不同时段的需求。在保证负荷缺电率低于要求指标的同时，实现了光伏与储能安装、运行成本的最小化，提高了直流系统的可靠性与经济性。
[0004]以下是本专利技术的技术方案。
[0005]一种光伏装机容量与储能容量的配置方法，包括以下步骤：容量计算步骤：在保证负荷缺电率不高于设定指标的情况下，基于光伏出力曲线和负荷曲线，以光伏的成本与储能装置的成本总和最优为条件，求解需要配置的光伏装机容量和储能容量；储能配置步骤：将储能装置分为固定储能部分和移动储能部分，以光伏装机容量作为前提，计算得到指定时间段的光伏出力曲线与负荷曲线，在保证负荷缺电率不高于设定指标的前提约束下，计算指定时间段内应当配置的固定储能容量和移动储能容量，得到最终的容量配置方案。
[0006]本专利技术在储能配置方面，创新性地将储能类型划分成固定储能与移动储能，其中移动储能部分能够灵活配置与拆卸，以满足年内不同时段的需求。在保证负荷缺电率低于要求指标的同时，实现了光伏与储能安装、运行成本的最小化，提高了直流系统的可靠性与经济性。
[0007]作为优选，所述容量计算步骤中，求解需要配置的光伏装机容量和储能容量，包括：建立容量计算目标函数：
其中C
pv
为单个光伏板的安装成本；n为光伏板安装的数量；C
e
为单位容量储能装置的安装成本；C
op
为储能装置单位能量充放电的成本；e(i)为储能装置在第i日的充、放电能量；E
e
为储能的安装容量。
[0008]作为优选，所述储能配置步骤中，计算指定时间段内应当配置的固定储能容量和移动储能容量，包括：建立储能配置目标函数：其中：C1为固定储能单位容量成本；C
op1
为固定储能每次充放电成本；C
op2
为移动储能每次充放电成本；E1为固定储能投资容量，E2为可移动储能容量；e1(i)为固定储能第i日充放电能量；e2(i)为移动储能第i日充放电能量。
[0009]作为优选，所述储能装置为蓄电池，单个蓄电池的容量为C
b
(Ah)，端电压为U
b
(V)，其最大储能量为：E
bmax
＝0.001C
b
U
b
(kWh)；在给定蓄电池的最大放电深度(DOD)为l时，该蓄电池组储能量的最小值为：E
bmin
＝0.001C
b
U
b
(1
‑
l)(kWh)；对任意时段的储能装置，其储能量满足以下容量约束：E
bmin
≤E
b
(i)≤E
bmax
。
[0010]作为优选，还包括供电可靠性约束：f
LPSP
≤LPSP
max
；其中f
LPSP
指的是负荷的缺电率，即负荷总缺电量的累积总和占负荷总用电需求的比例；LPSP
max
是设定的系统最大缺电率；计算f
LPSP
需要知道每一时段的发电量E
pv
、负荷量E
load
以及储能充放状态与充放电量；设储能装置的充电效率为μ
c
，放电效率为μ
d
；i时刻发电
‑
负荷差为ΔE(i)＝E
pv
(i)
‑
E
load
(i)；一年时间尺度下，视储能装置为整体(k组蓄电池)，不作固定、移动储能的区分，设i时刻储能的电量为E(i)，充/放电量为E
p
(i)；ΔE(i)≥0时储能充电，充电逻辑为：ΔE(i)<0时储能放电，放电逻辑为：负荷缺电量为：储能电量更新式：E(i)＝E(i
‑
1)+E
p
(i)。
[0011]作为优选，一月时间尺度下，将储能装置设为固定储能(m组蓄电池)与移动储能(n组蓄电池)两部分，设i时刻固定储能的电量为E
f
(i)，充/放电量为E
pf
(i)；移动储能的电量为E
m
(i)，充/放电量为E
pm
(i)；ΔE≥0时储能充电，充电逻辑为：
ΔE(i)<0时储能放电，放电逻辑为：ΔE(i)<0时储能放电，放电逻辑为：ΔE(i)<0时储能放电，放电逻辑为：负荷缺电量为：储能电量更新式：综上，得到总负荷缺电率的计算公式：
[0012]基于以上建立的多时间尺度光储容量配置模型，求解后可得到最优配置方案。
[0013]其中，固定储能装置需要考虑前期的投资安装成本以及后续充放电带来的电池损耗成本，移动储能装置不需要前期的投资安装成本，而需要考虑每次租借、使用产生的成本(统一折算为单位充放电成本)。
[0014]本专利技术的实质性效果包括：本专利技术综合了不同时间尺度容量配置的优势，避免了光伏与储能资源的浪费，提高了光伏发电利用率，缓和了网内缺电情况，保障了电网供电的可靠性。
[0015]本专利技术可以借助移动储能实现储能容量的灵活配置，从而贴合不同季节对储能的需求。
附图说明
[0016]图1是本专利技术实施例在一年时间尺度下的储能充放电运行逻辑；图2是本专利技术实施例在一月时间尺度下固定/移动储能充放电运行逻辑。
具体实施方式
[0017]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例，对本技
术方案进行清楚、完整地描述，显然，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光伏装机容量与储能容量的配置方法，其特征在于，包括以下步骤：容量计算步骤：在保证负荷缺电率不高于设定指标的情况下，基于光伏出力曲线和负荷曲线，以光伏的成本与储能装置的成本总和最优为条件，求解需要配置的光伏装机容量和储能容量；储能配置步骤：将储能装置分为固定储能部分和移动储能部分，以光伏装机容量作为前提，计算得到指定时间段的光伏出力曲线与负荷曲线，在保证负荷缺电率不高于设定指标的前提约束下，计算指定时间段内应当配置的固定储能容量和移动储能容量，得到最终的容量配置方案。2.根据权利要求1所述的一种光伏装机容量与储能容量的配置方法，其特征在于，所述容量计算步骤中，求解需要配置的光伏装机容量和储能容量，包括：建立容量计算目标函数：其中C
pv
为单个光伏板的安装成本；n为光伏板安装的数量；C
e
为单位容量储能装置的安装成本；C
op
为储能装置单位能量充放电的成本；e(i)为储能装置在第i日的充、放电能量；E
e
为储能的安装容量。3.根据权利要求1所述的一种光伏装机容量与储能容量的配置方法，其特征在于，所述储能配置步骤中，计算指定时间段内应当配置的固定储能容量和移动储能容量，包括：建立储能配置目标函数：其中：C1为固定储能单位容量成本；C
op1
为固定储能每次充放电成本；C
op2
为移动储能每次充放电成本；E1为固定储能投资容量，E2为可移动储能容量；e1(i)为固定储能第i日充放电能量；e2(i)为移动储能第i日充放电能量。4.根据权利要求1所述的一种光伏装机容量与储能容量的配置方法，其特征在于，所述储能装置为蓄电池，单个蓄电池的容量为C
b
(Ah)，端电压为U
b
(V)，其最大储能量为：E
bmax
＝0.001C
b
U
b
ꢀꢀ
(kWh)；在给定蓄电池的最大放电深度(DOD)为l时，该蓄电池组储能量的最小值为：E
bmin
＝0.001C
b
U
b
(1
‑
l)
ꢀꢀ
(kWh)；对任意时段的储能装置，其储能...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖鸿图，叶清泉，温兴达，林启待，洪彬峰，施亦治，陈伟，林道总，黄文斌，
申请(专利权)人：平阳县昌泰电力实业有限公司，
类型：发明
国别省市：