【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光伏储能领域，具体的说是一种光伏、储能和变压器协同规划系统。
技术介绍
1、对于用电量较大、电价较高、峰谷差较大的大工业用户，通过“光伏+储能”建设模式，既能够有效降低企业用电成本，又能够积极促进清洁能源，助力实现“碳达峰、碳中和”目标。为提高用户侧“光伏+储能”项目的投资与运行经济性，用户侧储能优化配置成为研究热点，用户侧储能优化配置是规划优化与运行优化紧密耦合的，即使在规模给定条件下不同的储能运行策略影响其实际使用寿命进而影响效益测算。
2、现有技术基于日、月或年等一定尺度内用户负荷曲线，采用遗传算法、粒子群算法等智能算法，或外层基于智能算法寻优的非线性规划优化而内层则为基于线性求解法的运行优化模型的双层优化方法，开展用户储能的优化配置。
3、但现有技术仍存在如下几点不足：
4、主要集中于单一的储能优化配置问题，对于有“光伏+储能”或“光伏+储能+变压器”建设需求的用户而言，储能优化配置需要结合用户用电特性、光伏出力特性，统筹考虑设备建设投资和用电费用，开展光伏、储能协同或光伏、储能和变压器协同规划；
5、对于长时间尺度(如8760h)优化配置问题，一方面因储能功率及容量等规划变量与充放电功率、荷电状态(state ofcharge，soc)之间等运行变量存在较强的耦合性，使得遗传算法、粒子群算法等智能算法求解该类问题时存在求解质量和求解效率难以得到保证的问题；另一方面，尽管线性求解法可提高运行优化问题的求解效率，但因规划优化层面需涉及基于雨流计数法的储能寿命测算
6、在现有适用于较短时间尺度(如日、周)的基于混合整数线性规划模型的储能配置技术中，或者给定寿命直接计算储能成本，但此类技术忽略了储能荷电状态、放电深度与实际寿命的关联；或者，对充放电次数、日吞吐量等进行约束，但此类技术中的约束系数取值具有较强主观性；或者，将储能成本折算为单次循环损耗成本、单位电量成本后嵌入目标函数，但此类技术中日放电深度假定为一常数而未能有效结合运行实际；或者，基于充电开始时刻计算放电深度并线性化储能成本后作为约束条件或作为目标嵌入优化模型，使储能规划与运行的联系更为紧密，但此类技术放电深度计算较为简单，其等效折损次数计算的准确性不佳。
7、为此，本专利技术提供一种光伏、储能和变压器协同规划系统。
技术实现思路
1、为了弥补现有技术的不足，解决
技术介绍
中所提出的至少一个技术问题。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本专利技术所述的一种光伏、储能和变压器协同规划系统，包括数据采集单元、数据计算单元、数据建模单元、数据储存单元、数据处理单元以及决策单元；数据计算单元作为核心计算单元，主要作用调取其他单元的数据，并通过算法程序计算实现预先设定的功能；
3、数据采集单元功能包括：采用基于欧式距离度量的k-mediods聚类算法对源、荷曲线进行聚类并两两组合，作为光伏、储能和变压器协同规划技术的数据库；
4、数据建模单元功能包括：建立以年综合效益最大为目标的规划模型；
5、数据储存单元连接数据计算单元，主要对其计算结果进行储存分类，便于后续使用；
6、数据处理单元功能包括：对数据计算单元所得的所有数据进行处理分析；
7、决策单元连接数据处理单元，通过结合数据处理单元所处理分析的结果，确定最终的光伏、储能和变压器配置方案。
8、优选的，所述数据采集单元主要功能包括：采用基于欧式距离度量的k-mediods聚类算法分别对拟建区域光伏电站长时间尺度理论出力标幺值曲线、与目标用户用电特征，类似的已有其他用户的长时间尺度有功功率标幺值曲线进行聚类，形成有限个典型日的负荷曲线和光伏出力曲线。
9、优选的，所述数据建模单元，主要功能包括：以光伏电站额定功率、储能额定功率及容量和用户变压器额定容量等规划量，以及储能充放电速率等运行量为决策变量，建立以年综合效益最大为目标的规划模型。
10、优选的，所述数据计算单元作为核心计算模块，主要功能包括：采用分支界定法求解以年综合效益最大为目标的混合整数线性规划模型，决策变量包括光伏电站额定功率、储能额定功率及容量和变压器额定容量，以及储能充放电速率等运行量。
11、优选的，所述数据计算单元的计算，包括以下步骤：
12、s1：考虑电度电价费用和需量费用，计算用户综合用电成本节约效益年值；
13、s2：算用户新建变压器投资节约效益年值；
14、s3：计算用户新建光伏和储能项目的政府补贴收益年值；
15、s4：考虑初始投资和运维成本，计算用户光伏综合投资成本年值；
16、s5：考虑初始投资和运维成本，计算储能综合投资成本年值；
17、s6：建立以年综合效益最大为目标的规划优化模型。
18、优选的，所述数据处理单元作为核心处理模块，主要功能包括：对第二步第s5中的非线性模型进行线性化处理，最终形成混合整数线性规划模型，用于提高模型的求解效率。
19、优选的，所述线性化处理步骤包括：
20、s51：捕捉soc曲线极值点；
21、s52：计算基于相邻极值点差值的半循环放电深度；
22、s53：计算日尺度内t时刻等效折损次数；
23、s54：储能单位投资综合回收系数线性化；
24、s55：对单位投资综合回收系数与容量及功率双变量乘积项进行线性化处理；
25、s56：对所有形成的混合整数线性规划模型增加规划类和运行类约束条件。
26、优选的，所述决策单元主要功能包括：将各“源荷”组合场景下采用分支界定算法对本专利技术所提混合整数线性优化模型进行逐一求解，然后结合各场景发生概率和投资经济性，确定最终的光伏、储能和变压器配置方案。
27、本专利技术的有益效果如下：
28、1.本专利技术所述的一种光伏、储能和变压器协同规划系统，通过光伏电站额定功率、储能额定功率及容量和用户变压器额定容量等规划量，以及储能充放电速率等运行量为决策变量，建立以年综合效益最大为目标的混合整数线性规划模型，结合两部制电价，考虑用户节电效益、补贴收益和变压器投资节约效益，以及光伏电站和储能综合成本，建立了以年综合效益最大为目标的光储变协同规划模型。
29、2.本专利技术所述的一种光伏、储能和变压器协同规划系统，通过储能综合成本模型考虑了期初建设投资、期中更替投资、期末残值和年运维费用，并经额定容量离散化、充放电功率线性化、年等效循环折损总次数线性化、与额定功率及容量相关的综合投资线性化等步骤，实现了模型的线性化转换，将储能规划与运行问题能够得到一体化求解。
30、3.本专利技术所述的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种光伏、储能和变压器协同规划系统，其特征在于：包括数据采集单元、数据计算单元、数据建模单元、数据储存单元、数据处理单元以及决策单元；数据计算单元作为核心计算单元，主要作用调取其他单元的数据，并通过算法程序计算实现预先设定的功能；
2.根据权利要求1所述的一种光伏、储能和变压器协同规划系统，其特征在于：所述数据采集单元主要功能包括：采用基于欧式距离度量的k-Mediods聚类算法分别对拟建区域光伏电站长时间尺度理论出力标幺值曲线、与目标用户用电特征，类似的已有其他用户的长时间尺度有功功率标幺值曲线进行聚类，形成有限个典型日的负荷曲线和光伏出力曲线。
3.根据权利要求2所述的一种光伏、储能和变压器协同规划系统，其特征在于：所述数据建模单元，主要功能包括：以光伏电站额定功率、储能额定功率及容量和用户变压器额定容量等规划量，以及储能充放电速率等运行量为决策变量，建立以年综合效益最大为目标的规划模型。
4.根据权利要求3所述的一种光伏、储能和变压器协同规划系统，其特征在于：所述数据计算单元作为核心计算模块，主要功能包括：采用分支界定法求解以年综合效
5.根据权利要求4所述的一种光伏、储能和变压器协同规划系统，其特征在于：所述数据计算单元的计算，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种光伏、储能和变压器协同规划系统，其特征在于：所述数据处理单元作为核心处理模块，主要功能包括：对第二步第S5中的非线性模型进行线性化处理，最终形成混合整数线性规划模型，用于提高模型的求解效率。
7.根据权利要求6所述的一种光伏、储能和变压器协同规划系统，其特征在于：所述线性化处理步骤包括：
8.根据权利要求7所述的一种光伏、储能和变压器协同规划系统，其特征在于：所述决策单元主要功能包括：将各“源荷”组合场景下采用分支界定算法对本专利技术所提混合整数线性优化模型进行逐一求解，然后结合各场景发生概率和投资经济性，确定最终的光伏、储能和变压器配置方案。
...【技术特征摘要】
1.一种光伏、储能和变压器协同规划系统，其特征在于：包括数据采集单元、数据计算单元、数据建模单元、数据储存单元、数据处理单元以及决策单元；数据计算单元作为核心计算单元，主要作用调取其他单元的数据，并通过算法程序计算实现预先设定的功能；
2.根据权利要求1所述的一种光伏、储能和变压器协同规划系统，其特征在于：所述数据采集单元主要功能包括：采用基于欧式距离度量的k-mediods聚类算法分别对拟建区域光伏电站长时间尺度理论出力标幺值曲线、与目标用户用电特征，类似的已有其他用户的长时间尺度有功功率标幺值曲线进行聚类，形成有限个典型日的负荷曲线和光伏出力曲线。
3.根据权利要求2所述的一种光伏、储能和变压器协同规划系统，其特征在于：所述数据建模单元，主要功能包括：以光伏电站额定功率、储能额定功率及容量和用户变压器额定容量等规划量，以及储能充放电速率等运行量为决策变量，建立以年综合效益最大为目标的规划模型。
4.根据权利要求3所述的一种光伏、储能和变压器协同规划系统，其特征在于：所述数据计算...
【专利技术属性】
技术研发人员：王卫平，李万年，孙明刚，陈娟，陈卓，彭偲，夏云，路浩，刘异，胡劲如，雷斯涵，
申请(专利权)人：国核电力规划设计研究院重庆有限公司，
类型：发明
国别省市：
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