基于能量调频和负荷需求的共享储能调度方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于能量调频和负荷需求的共享储能调度方法及系统，所述方法包括：建立共享储能系统参与能量调频和负荷需求的协同调度的目标函数；将电网侧、用户侧以及共享储能系统的相关参数输入到所述目标函数；根据目标函数约束条件和负荷重要程度的切换成本，结合混合整数线性规划算法求解所述目标函数，得到共享储能配置方案；根据共享储能配置方案对共享储能系统进行配置，并根据共享储能系统分级控制策略控制所述共享储能系统参与电网侧和用户侧的能量协同调度。本发明专利技术将共享储能系统同时参与电网侧和用户侧的协同优化调度，通过分级控制策略来提高共享储能系统的使用寿命，体现了共享储能系统的应用价值和提高了共享储能系统利用效率。高了共享储能系统利用效率。高了共享储能系统利用效率。

【技术实现步骤摘要】
基于能量调频和负荷需求的共享储能调度方法及系统


[0001]本专利技术涉及储能
，特别涉及一种基于能量调频和负荷需求的共享储能调度方法及系统。

技术介绍

[0002]随着“双碳”战略目标的推进，高比例可再生能源装机容量持续上升，可再生能源具有随机性、波动性以及间歇性等特征，给电力系统频率稳定以及能源高效利用带来许多巨大的挑战。同时，在“双碳”战略目标研究热度持续上升的背景下，电池储能系统大规模发展，而多数电池储能系统闲置的时间比较长，导致其利用效率低、经济性差。
[0003]为了提高电池储能系统的利用效率，提出了共享储能系统，针对共享储能系统参与电网侧调频、用户侧能量优化调度成为国内外研究的热点，但是大多数研究未挖掘共享储能系统同时参与电网侧和用户侧的协同优化，导致整体系统未能充分利用已有的可再生能源资源。此外，电网侧和用户侧之间进行协同优化调度会导致共享储能系统充放电状态频繁切换，引起共享储能系统的额定容量快速下降，进而存在不可预测的安全问题。
[0004]因此，挖掘共享储能系统同时参与多场景(电网侧、用户侧)的协同优化是提高共享储能系统应用价值和提高储能系统效率的关键。

技术实现思路

[0005]鉴于上述问题，本专利技术实施例提供了一种基于能量调频和负荷需求的共享储能调度方法及系统，以便克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。
[0006]本专利技术实施例的第一方面，公开了一种基于能量调频和负荷需求的共享储能调度方法，所述方法包括：
[0007]建立共享储能系统参与能量调频和负荷需求的协同调度的目标函数；
[0008]将电网侧、用户侧以及共享储能系统的相关参数输入到所述目标函数；
[0009]根据目标函数约束条件和负荷重要程度的切换成本，结合混合整数线性规划算法求解所述目标函数，得到基于能量调频和负荷需求的共享储能配置方案；
[0010]根据所述共享储能配置方案对共享储能系统进行配置，并根据共享储能系统分级控制策略控制所述共享储能系统参与电网侧和用户侧的能量协同调度。
[0011]可选地，所述建立共享储能系统参与能量调频和负荷需求的协同调度的目标函数，包括：
[0012]确定共享储能系统参与能量调频和负荷需求的能量协同调度的日内收益目标函数，所述日内收益目标函数以共享储能系统日内收益最大为目标；
[0013]确定用户侧租赁共享储能和从电网侧购买电量的日内成本函数，所述日内成本函数以用户日内成本最低为目标。
[0014]可选地，所述共享储能系统参与能量调频和负荷需求的能量协同调度的日内收益目标函数表示为：
[0015][0016]其中，S
efl
为共享储能系统参与电网能量调频、用户侧能量优化调度的日内收益，为用户i在时段t内的切负荷成本，和分别为共享储能系统在时段t参与电网侧能量套利的充电功率和放电功率，和分别为共享储能系统在时段t参与电网调频的上备用功率和下备用功率，和分别为共享储能系统在时段t参与用户i能量优化调度的充电功率和放电功率，T
efl
为共享储能系统参与电网侧能量调频、参与用户侧能量优化调度的日内调度时段总数，T
ls
为一年内切负荷总利用小时，Z为用户总数，为电力系统电力电价，和分别为共享储能系统参与电网调频的上调频辅助服务单价和下调频辅助服务单价，为共享储能系统在t时刻参与用户侧能量优化调度的服务单价。
[0017]可选地，所述用户侧租赁共享储能和从电网侧购买电量的日内成本函数表示为：
[0018][0019]其中，为用户i的日内电成本，P
g,t
为用户i从电网侧购买功率，为电力系统电力电价，Z为用户总数。
[0020]可选地，所述目标函数约束条件包括：
[0021]第一约束条件，所述第一约束条件用于对所述共享储能系统的充放电功率、电网侧和用户侧之间的功率平衡进行约束与所述共享储能系统的额定功率计算；
[0022]第二约束条件，所述第二约束条件用于对所述共享储能系统的荷电状态进行约束与额定容量计算；
[0023]第三约束条件，所述第三约束条件用于对所述共享储能系统的调频容量申报进行约束。
[0024]可选地，所述共享储能系统包括两个容量相同的第一储能容量装置和第二储能容量装置，其中，所述第一储能容量装置初始状态为充电，所述第二储能容量装置初始状态为放电；
[0025]所述共享储能系统分级控制策略为：根据所述第一储能容量装置和第二储能容量装置的切换条件，对所述第一储能容量装置和第二储能容量装置的状态进行实时动态切换的策略。
[0026]可选地，所述共享储能系统包括两个容量相同的第一储能容量装置和第二储能容量装置，其中，所述第一储能容量装置初始状态为充电，所述第二储能容量装置初始状态为放电；所述切换条件包括：
[0027]当所述第一储能容量装置的荷电状态满足最大阈值，和/或所述第二储能容量装
置的荷电状态满足最小阈值时，对所述第一储能容量装置和所述第二储能容量装置进行充放电状态进行切换；
[0028]当所述第一储能容量装置和所述第二储能容量装置的荷电状态同时达到最小阈值或同时达到最大阈值时，所述第一储能容量装置和所述第二储能容量装置强制停止工作。
[0029]可选地，所述方法还包括：
[0030]在缺电的情况下，按照负荷重要程度的高低等级进行分档分级，将负荷重要程度等级低的用户优先进行切负荷，其中，每个用户的负荷重要程度是通过群体评价的序关系法，对负荷重要程度评价指标进行求解得到的。
[0031]可选地，所述方法还包括：
[0032]根据所述共享储能系统的成本模型、所述共享储能系统参与能量调频和负荷需求的能量协同调度的日内收益目标函数，建立共享储能系统的净现值模型；
[0033]根据所述共享储能系统的净现值模型计算所述共享储能系统在全生命周期内的净收益。
[0034]本专利技术实施例的第二方面，公开了一种基于能量调频和负荷需求的共享储能调度系统，所述系统包括：
[0035]建立模块，用于建立共享储能系统参与能量调频和负荷需求的协同调度的目标函数；
[0036]输入模块，用于将电网侧调、用户侧以及共享储能系统的相关参数输入到所述目标函数；
[0037]求解模块，用于根据目标函数约束条件和负荷重要程度的切换成本，结合混合整数线性规划算法求解所述目标函数，得到基于能量调频和负荷需求的共享储能配置方案；
[0038]调度模块，用于根据所述共享储能配置方案对共享储能系统进行配置，并根据共享储能系统分级控制策略控制所述共享储能系统参与电网侧和用户侧的能量协同调度。
[0039]本专利技术实施例包括以下优点：
[0040]在本专利技术实施例中，将共享储能系统同时参与电网侧和用户侧的协同优化调度，通过构建共享储能系统参与能量调频和负荷需求的协同调度的目标函数，根据目标函数约束条件和负荷重要程度的切换本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于能量调频和负荷需求的共享储能调度方法，其特征在于，所述方法包括：建立共享储能系统参与能量调频和负荷需求的协同调度的目标函数；将电网侧、用户侧以及共享储能系统的相关参数输入到所述目标函数；根据目标函数约束条件和负荷重要程度的切换成本，结合混合整数线性规划算法求解所述目标函数，得到基于能量调频和负荷需求的共享储能配置方案；根据所述共享储能配置方案对共享储能系统进行配置，并根据共享储能系统分级控制策略控制所述共享储能系统参与电网侧和用户侧的能量协同调度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立共享储能系统参与能量调频和负荷需求的协同调度的目标函数，包括：确定共享储能系统参与能量调频和负荷需求的能量协同调度的日内收益目标函数，所述日内收益目标函数以共享储能系统日内收益最大为目标；确定用户侧租赁共享储能和从电网侧购买电量的日内成本函数，所述日内成本函数以用户日内成本最低为目标。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述共享储能系统参与能量调频和负荷需求的能量协同调度的日内收益目标函数表示为：其中，S
efl
为共享储能系统参与电网能量调频、用户侧能量优化调度的日内收益，为用户i在时段t内的切负荷成本，和分别为共享储能系统在时段t参与电网侧能量套利的充电功率和放电功率，和分别为共享储能系统在时段t参与电网调频的上备用功率和下备用功率，和分别为共享储能系统在时段t参与用户i能量优化调度的充电功率和放电功率，T
efl
为共享储能系统参与电网侧能量调频、参与用户侧能量优化调度的日内调度时段总数，T
ls
为一年内切负荷总利用小时，Z为用户总数，为电力系统电力电价，和分别为共享储能系统参与电网调频的上调频辅助服务单价和下调频辅助服务单价，为共享储能系统在t时刻参与用户侧能量优化调度的服务单价。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述用户侧租赁共享储能和从电网侧购买电量的日内成本函数表示为：其中，为用户i的日内电成本，P
g,t
为用户i从电网侧购买功率，为电力系统电力电价，Z为用户总数。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标函数约束条件包括：
第一约束条件，所述第一约束条件用于对所述共享储能系统的充放电功率、电网侧和用户侧之间的功率平衡进行约束与所述共享储能系统的额定功率计算；第二约束条件，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：索克兰，李鹏，程林，张孜毅，黄文瑞，刘淑军，周旭艳，
申请(专利权)人：中国三峡新能源集团股份有限公司清华大学，
类型：发明
国别省市：