一种基于合作博弈方法的混合储能容量优化配置方法技术

本发明专利技术揭示了一种基于合作博弈方法的混合储能容量优化配置方法，其创新性的构建不同应用场景下的目标函数，并根据不同应用场景下的目标函数对相应场景下，储能设备的储能容量进行优化配置，形成储能容量组合，从而基于不同储能设备的储能充放电特性及所述储能容量组合、计算参数条件，利用合作博弈方法进行储能出力的计算，获得不同的应用场景下的储能容量配置方案。以此，本发明专利技术能够构建混合储能的容量优化配置模型，并且，在模型的求解过程中对不同场景的储能容量优化配置进行分解，降低了模型的求解复杂性。此外，在解决了如何优化配置储能设备的容量问题的同时，本发明专利技术还能进一步实施成效评价以获得最优的不同储能单元的容量组合方案。的容量组合方案。的容量组合方案。

【技术实现步骤摘要】
一种基于合作博弈方法的混合储能容量优化配置方法


[0001]本专利技术属于储能
，特别是一种基于合作博弈方法的混合储能容量优化配置方法。

技术介绍

[0002]可再生能源如风电、光伏等的随机性和波动性对其高比例接入电网提出了巨大的挑战，而微电网和源网荷储一体化的提出及其技术发展为实现可再生能源的高比例覆盖提供了条件。
[0003]储能在削峰填谷和辅助服务方面具有显著优势，可提高可再生能源渗透率，合理配置储能对于提升系统的稳定性和经济性具有重要作用。
[0004]单一类型储能，例如能量型的系统储能密度大，但充放电功率小，寿命易受充放电次数和深度影响，仅配置单一类型储能易降低系统经济性。而功率型的系统储能功率密度高、响应快速、使用寿命长，将其与能量型储能相互配合组成混合储能系统可显著提升混合储能系统经济性。同时，从可行性和经济性考虑，人们希望储能系统能够满足的工况场景不是单一的，既可以平抑电功率波动，又可以作为热备用，还可以满足削峰填谷的功能等。
[0005]由此，各种先进的储能技术(涉及电化学储能、飞轮储能、氢储能、超级电容储能、压缩空气储能等)不断发展和优化。
[0006]现阶段，混合储能系统是解决当前储能技术需求矛盾的有效手段，可通过结合多种储能技术优势，实现包括大储能量、低自放电率、长寿命、低成本等优良性能。然而，关于不同应用场景的混合储能系统所涉及的多元储能结构的研究较少。
[0007]有鉴于此，如何合理设计新能源发电系统的多元储能结构和配比，以便在清洁能源系统发电不足、电力负载冲击变化大等工况下有效保障新型电力系统的可靠性，成为本领域亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0008]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于合作博弈方法的混合储能容量优化配置方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
[0009]S100、构建不同应用场景下的目标函数；
[0010]S200、根据不同应用场景下的目标函数对相应场景下，储能设备的储能容量进行优化配置，形成储能容量组合，其中，储能设备为多个不属于完全相同类型的储能设备；
[0011]S300、基于不同储能设备的储能充放电特性及所述储能容量组合、计算参数条件，利用合作博弈方法进行储能出力的计算。
[0012]优选的，所述的一种基于合作博弈方法的混合储能容量优化配置方法，其中：
[0013]步骤S100中，不同应用场景包括如下三个应用场景：功率平抑场景、负荷侧削峰填谷场景、负荷侧经济运行场景。
[0014]优选的，所述的一种基于合作博弈方法的混合储能容量优化配置方法，其中：
[0015]步骤S100中，以单位成本下的功率波动减小量最大为目标函数对功率平抑场景下的储能容量进行优化配置，相应的模型由平抑后的功率波动减小量、储能设备的初始投入成本构成。
[0016]优选的，所述的一种基于合作博弈方法的混合储能容量优化配置方法，其中：
[0017]功率平抑场景下，目标函数表示为：
[0018]τ＝max(Δψ/C
初始
)
[0019]式中：
[0020]τ为成效评价指标：单位成本下的功率波动减小量；
[0021]Δψ为平抑后的功率波动减小量；
[0022]C
初始
为储能设备的初始投入成本。
[0023]优选的，所述的一种基于合作博弈方法的混合储能容量优化配置方法，其中：
[0024]步骤S100中，以单位成本的削峰量最大为目标函数对负荷侧削峰填谷场景下的储能容量进行优化配置，相应的模型由削峰填谷前的最大功率、削峰填谷后的最大功率、储能设备的初始投入成本构成。
[0025]优选的，所述的一种基于合作博弈方法的混合储能容量优化配置方法，其中：
[0026]负荷侧削峰填谷场景下，目标函数表示为：
[0027]τ＝max((
P前
‑
P后
)/
C初始
)
[0028]式中：
[0029]τ为成效评价指标：单位成本可达到的最大功率减小量；
[0030]P
前
为削峰填谷前的最大功率；
[0031]P
后
为削峰填谷后的最大功率；
[0032]C
初始
为储能设备的初始投入成本。
[0033]优选的，所述的一种基于合作博弈方法的混合储能容量优化配置方法，其中：
[0034]步骤S100中，以充放电收益大小为目标函数对负荷侧经济运行场景下的储能容量进行优化配置，相应的模型由峰时段电价、谷时段谷电价、电价峰时段放电量、电价谷时段充电量、初始投入成本构成。
[0035]优选的，所述的一种基于合作博弈方法的混合储能容量优化配置方法，其中：
[0036]负荷侧经济运行场景下，目标函数表示为：
[0037]τ＝max((∑Q
峰
*Pr
峰
‑
∑Q
谷
*Pr
谷
)/C
初始
)
[0038]式中：
[0039]τ为经济运行评价指标：单位初始投资所获得的收益；
[0040]Q
峰
、Q
谷
分别为电价峰时段放电量和电价谷时段充电量；
[0041]Pr
峰
、Pr
谷
分别为峰时段电价和谷时段电价；
[0042]C
初始
为储能设备的初始投入成本。
[0043]优选的，所述的一种基于合作博弈方法的混合储能容量优化配置
[0044]方法，其中：
[0045]储能充放电特性包括：调节响应速率、最大充放电功率。
[0046]优选的，所述的一种基于合作博弈方法的混合储能容量优化配置方法，其中：
[0047]计算参数条件包括如下任一或其任意组合：电网调节指令、偏差率约束、电价峰谷
时段。
[0048]和现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0049]本专利技术创新性的构建不同应用场景下的目标函数，并根据不同应用场景下的目标函数对相应场景下，储能设备的储能容量进行优化配置，形成储能容量组合，从而基于不同储能设备的储能充放电特性及所述储能容量组合、计算参数条件，利用合作博弈方法进行储能出力的计算，获得不同的应用场景下的储能容量配置方案。以此，本专利技术提供了一种合作博弈方法的混合储能容量优化配置方法，能够构建混合储能的容量优化配置模型，并且，在模型的求解过程中对不同场景的储能容量优化配置进行分解，降低了模型的求解复杂性。
[0050]此外，在解决了如何优化配置储能设备的容量问题的同时，本专利技术还能进一步实施成效评价以获得最优的方案。
[0051]综上，关于如何合理设计新能源发电系统的多元储能结构和配比，以便在清洁能源系统发电不足、电力负载冲击变化大等工况下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于合作博弈方法的混合储能容量优化配置方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S100、构建不同应用场景下的目标函数；S200、根据不同应用场景下的目标函数对相应场景下，储能设备的储能容量进行优化配置，形成储能容量组合，其中，储能设备为多个不属于完全相同类型的储能设备；S300、基于不同储能设备的储能充放电特性及所述储能容量组合、计算参数条件，利用合作博弈方法进行储能出力的计算。2.根据权利要求1所述的一种基于合作博弈方法的混合储能容量优化配置方法，其特征在于：步骤S100中，不同应用场景包括如下三个应用场景：功率平抑场景、负荷侧削峰填谷场景、负荷侧经济运行场景。3.根据权利要求2所述的一种基于合作博弈方法的混合储能容量优化配置方法，其特征在于：步骤S100中，以单位成本下的功率波动减小量最大为目标函数对功率平抑场景下的储能容量进行优化配置，相应的模型由平抑后的功率波动减小量、储能设备的初始投入成本构成。4.根据权利要求3所述的一种基于合作博弈方法的混合储能容量优化配置方法，其特征在于：功率平抑场景下，目标函数表示为：τ＝max(Δψ/C
初始
)式中：τ为成效评价指标：单位成本下的功率波动减小量；Δψ为平抑后的功率波动减小量；C
初始
为储能设备的初始投入成本。5.根据权利要求2所述的一种基于合作博弈方法的混合储能容量优化配置方法，其特征在于：步骤S100中，以单位成本的削峰量最大为目标函数对负荷侧削峰填谷场景下的储能容量进行优化配置，相应的模型由削峰填谷前的最大功率、削峰填谷后的最大功率、储能设备的初始投入成本构成。6.根据权利要求5所述的一种基于合作博弈方法的混合储能容量优化配置方法，其特征在于：负荷侧削峰填谷场景下，目标函数表示为：τ＝max((P
前
...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭轶童，罗坚，宋君花，
申请(专利权)人：上海毅镤新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：