考虑多因素的储能选址定容优化方法、系统、终端及介质

1.本发明涉及电力系统技术领域，更具体地说，它涉及考虑多因素的储能选址定容优化方法、系统、终端及介质。


背景技术：

2.随着新能源在国内外的蓬勃发展，新能源出力的随机不确定性给电力系统的安全平稳运行带来了严重影响，主要影响包括新能源出力的高峰低谷与用电侧的高峰低谷时间不对应、电力功率不平衡等问题，其次由新能源出力的随机不确定性导致的新能源出力的预测难、精度低、可预测分辨率低等问题，最后为了促进新能源的消纳显著减少了传统火电机组的出力规划，导致系统稳定供电资源显著减少，从而引起限电、电荒、用电难等问题。
3.现有的储能规划主要从电力系统角度出发，鲜有考虑地区经济发展需求；而从政府角度开展的储能规划技术重点考虑了用地成本、地方经济发展、产业链构建和开展综合示范应用等因素，缺乏对电力系统的分析。然而，储能的规划布局中不仅需要考虑对电力系统的改善和支撑，还需要统筹考虑储能对当地居民、工商业用户的用电支撑，保障用户用电可靠性社会效益最大化。
4.因此，如何研究设计一种能够克服上述缺陷的储能选址定容优化方法、系统、终端及介质是我们目前急需解决的问题。


技术实现要素：

5.为解决现有技术中的不足，本发明的目的是提供考虑多因素的储能选址定容优化方法、系统、终端及介质，同时考虑了地区经济发展和电力系统削峰填谷改善两种因素，不仅对电力系统有改善和支撑效果，还能统筹考虑储能对当地居民、工商业用户的用电支撑，兼顾不同规划方的侧重点，有利于规划方案的落地和执行，保障用户用电可靠性以及社会效益最大化。
6.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
7.第一方面，提供了考虑多因素的储能选址定容优化方法，包括以下步骤：
8.根据电力系统中年度运行的最大负荷和额定容量得到电力系统各节点的负载率，并分析电力系统各节点的负载率对供电区域供电保障性的影响，得到风险电量；
9.依据各地区的经济产值数据对风险电量所对应的产值进行分析，得到风险产值；
10.将风险产值以及各区域的储能配置总量输入预构建的储能选址定容模型进行优化分析，得到电力系统各节点的储能功率和储能容量。
11.进一步的，所述风险产值的获得过程具体为：
12.依据经济产值数据确定过负载变电站所在区域的度电产值；
13.以风险电量与度电产值的乘积确定相应过负载变电站的风险产值。
14.进一步的，所述度电产值为经济产值数据与相应区域内全社会用电量的比值。
15.进一步的，所述风险电量为各地区节点超出安全负载率所对应的供电电量。
16.进一步的，所述安全负载率依据各变电站额定容量的百分比与对应变电站的配置系数的乘积确定。
17.进一步的，所述储能功率的计算公式具体为：
[0018][0019]
其中，表示变电站j优化分析后应配置的储能功率；fj表示变电站j的风险产值；fi表示变电站i的风险产值；n表示变电站数量；p0表示各区域内储能允许配置的总功率。
[0020]
进一步的，所述储能容量的计算公式具体为：
[0021][0022]
其中，表示变电站j优化分析后应配置的储能容量；t0表示配置的储能所允许的最大充电时间；表示变电站j优化分析后应配置的储能功率；e
es,j,t
表示变电站j第t天的储能容量需求，max(e
es,j,t
)表示变电站j在全年中储能容量需求的最大值。
[0023]
第二方面，提供了考虑多因素的储能选址定容优化系统，包括：
[0024]
电量分析模块，用于根据电力系统中年度运行的最大负荷和额定容量得到电力系统各节点的负载率，并分析电力系统各节点的负载率对供电区域供电保障性的影响，得到风险电量；
[0025]
产值分析模块，用于依据各地区的经济产值数据对风险电量所对应的产值进行分析，得到风险产值；
[0026]
定容分析模块，用于将风险产值以及各区域的储能配置总量输入预构建的储能选址定容模型进行优化分析，得到电力系统各节点的储能功率和储能容量。
[0027]
第三方面，提供了一种计算机终端，包含存储器、处理器及存储在存储器并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面中任意一项所述的考虑多因素的储能选址定容优化方法。
[0028]
第四方面，提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行可实现如第一方面中任意一项所述的考虑多因素的储能选址定容优化方法。
[0029]
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0030]
1、本发明提出的考虑多因素的储能选址定容优化方法，同时考虑了地区经济发展和电力系统削峰填谷改善两种因素，不仅对电力系统有改善和支撑效果，还能统筹考虑储能对当地居民、工商业用户的用电支撑，兼顾不同规划方的侧重点，有利于规划方案的落地和执行，保障用户用电可靠性以及社会效益最大化；
[0031]
2、本发明依据各变电站额定容量的百分比与对应变电站的配置系数的乘积来确定安全负载率，考虑了变电站在整个电力系统的布置情况，使得风险电量的确定更加准确、可靠。
附图说明
[0032]
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
[0033]
图1是本发明实施例中的流程图；
[0034]
图2是本发明实施例中的流程图；
[0035]
图3是本发明实施例中的系统框图。
具体实施方式
[0036]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
[0037]
实施例1：考虑多因素的储能选址定容优化方法，如图1所示，包括以下步骤：
[0038]
步骤一，根据电力系统中年度运行的最大负荷和额定容量得到电力系统各节点的负载率，并分析电力系统各节点的负载率对供电区域供电保障性的影响，得到风险电量；
[0039]
步骤二，依据各地区的经济产值数据对风险电量所对应的产值进行分析，得到风险产值；
[0040]
步骤三，将风险产值以及各区域的储能配置总量输入预构建的储能选址定容模型进行优化分析，得到电力系统各节点的储能功率和储能容量。
[0041]
风险产值的获得过程具体为：依据经济产值数据确定过负载变电站所在区域的度电产值；以风险电量与度电产值的乘积确定相应过负载变电站的风险产值。
[0042]
具体的，风险产值的计算公式为：
[0043]fi
＝c
gdp,uerisk,i
[0044][0045]
其中，fi表示变电站i的风险产值；c
gdp,u
表示过负载变电站i所在区域u的度电产值；e
risk,i
表示变电站i的风险电量；mu表示区域u的经济产值数据，例如gdp总值；eu表示区域u的全社会用电量。
[0046]
如图2所示，为缓解各区域内过载变电站高负载率的情况，以各区域各变电站为对象，选取各变电站额定容量的某特定百分比作为安全运行阈值，例如，80％的额定容量作为变电站安全运行阈值，那么额定容量为100mw的变电站安全运行阈值为80mw，选取最大负载率超过安全运行阈值的变电站进行储能容量配置，节点3最大负载率超出了80％，那么需要安装储能削减这部分风险电量，风险电量为各地区节点超出安全负载率所对应的供电电量。
[0047]
在本实施例中，储能功率的计算公式具体为：
[0048][0049]
其中，表示变电站j优化分析后应配置的储能功率；fj表示变电站j的风险产
值；n表示变电站数量；p0表示各区域内储能允许配置的总功率。
[0050]
此外，储能容量的计算公式具体为：
[0051][0052]
其中，表示变电站j优化分析后应配置的储能容量；t0表示配置的储能所允许的最大充电时间；e
es,j,t
表示变电站j第t天的储能容量需求，max(e
es,j,t
)表示变电站j在全年中储能容量需求的最大值。
[0053]
另外，储能功率和储能容量需满足以下条件：
[0054][0055][0056]
其中，p
es,i,t
表示变电站i第t天的储能功率需求；si表示变电站i的额定容量；ρ
i,t
表示变电站i在t时刻的实时采集负载率；ρ0表示变电站的安全负载率，依据各变电站额定容量的百分比与对应变电站的配置系数的乘积确定安全负载率，本实施例中设置为85％；e
es,i,t
表示变电站i第t天的储能容量需求；δt为采样间隔，在本实施例中可设置为5分钟；k为采样总时间。
[0057]
实施例2：考虑多因素的储能选址定容优化系统，该系统用于实现实施例1中所记载的储能选址定容优化方法，如图3所示，包括电量分析模块、产值分析模块和定容分析模块。
[0058]
电量分析模块，用于根据电力系统中年度运行的最大负荷和额定容量得到电力系统各节点的负载率，并分析电力系统各节点的负载率对供电区域供电保障性的影响，得到风险电量；
[0059]
产值分析模块，用于依据各地区的经济产值数据对风险电量所对应的产值进行分析，得到风险产值；
[0060]
定容分析模块，用于将风险产值以及各区域的储能配置总量输入预构建的储能选址定容模型进行优化分析，得到电力系统各节点的储能功率和储能容量。
[0061]
工作原理：本发明同时考虑了地区经济发展和电力系统削峰填谷改善两种因素，不仅对电力系统有改善和支撑效果，还能统筹考虑储能对当地居民、工商业用户的用电支撑，兼顾不同规划方的侧重点，有利于规划方案的落地和执行，保障用户用电可靠性以及社会效益最大化；此外，本发明依据各变电站额定容量的百分比与对应变电站的配置系数的乘积来确定安全负载率，考虑了变电站在整个电力系统的布置情况，使得风险电量的确定更加准确、可靠。
[0062]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机
可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0063]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0064]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0065]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0066]
以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。