一种多地区下储能的综合量化评价方法及系统与流程

本发明属于新型储能，具体涉及一种多地区下储能的综合量化评价方法及系统。

背景技术：

1、储能技术在新型电力系统中占有重要地位，相较于抽蓄等传统储能方式，新型储能具有灵活、响应时间短、双向可调等特征，是系统内一种重要的调节资源。

2、当前新型储能综合评价的指标体系大多基于储能技术、经济、环境三类评价指标，现有的储能发展评价方法仍然存在着诸多问题，公开号为cn109004642a的专利，从三类指标出发，建立了储能的评价得分指标体系，但是仍然存在指标覆盖不够系统全面的问题，难以从系统性、发展性、经济性等角度对新型储能发展情况进行综合统计评价，另外，例如：依赖于主观的专家意见、缺乏足够的客观性和一致性、评价指标较为单一等，无法全面、充分地考虑新型储能发展的多重特性和发展需求。

3、本技术发明人在实施本发明的过程中，发现目前的新型储能综合量化评价方法存在着以下挑战：

4、1)评价客观性不足：传统的储能综合评价方法常依赖专家的主观意见或经验，专家会根据个人认知和经验来对各项指标进行打分和权重赋值。这种主观性意味着评价结果可能会受到个人主观偏好的影响，缺乏客观性。不同专家之间也可能存在评价结果的不一致性。这是一个明显的不足之处，因为我们需要更科学和客观的评价方法，以减少主观因素的干扰。

5、2)评价广度不足：传统的储能综合评价方法通常仅关注于某些储能系统性能参数，如充放电效率或调控能力，而未能全面考虑新型储能系统的各个方面。这导致评价结果缺乏系统性，难以全面反映新型储能的综合发展情况。而由于新型储能电站是一个复杂的系统，评价方法应该涵盖更多的方面，如设备年限使用率、峰谷套利收益、环境友好性、智能化发展程度等，以更好地满足新型储能电站的发展需求和社会的可持续发展目标。

6、3)评价缺乏一致性：目前，不同地区和机构使用各自的评价方法和标准，这导致了评价结果的不一致性和可比性不足。缺乏统一标准使得不同评价结果之间难以进行比较和综合分析。因此需要制定统一的评价标准和指标体系，明确评价方法的基本原理和评价指标的定义与计算方法。建立标准化的评价体系，确保不同评价结果具有可比性和一致性。

7、4)评价忽视新兴技术：传统评价方法通常建立在传统的储能技术和能源模式上，未能充分考虑新兴技术的发展和新能源领域的新趋势，如能源转型、碳排放减少和电力市场改革。这使得评价方法无法及时反映这些新因素对新型储能的影响。这个不足之处阻碍了我们理解新型储能在未来的能源格局中的作用。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供的一种多地区下储能的综合量化评价方法及系统，用以解决或者至少部分解决现有的新型储能发展优化中的评价方法难点。

2、基于上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、一种多地区下储能的综合量化评价方法，包括：

4、步骤s1：构建以能效、可靠、调控、经济、环保为一级指标的新型储能综合评价指标体系；

5、步骤s2：收集各地区的二级评价指标相关数据，并进行归一化处理；

6、步骤s3：通过熵权法计算各项二级评价指标的信息熵权重；

7、步骤s4：通过变异系数法计算各项二级评价指标的变异系数权重；

8、步骤s5：综合熵权重和变异系数权重，建立综合量化评价模型；

9、步骤s6：将处理好数据输入综合量化评价模型，计算各地区量化评价结果；

10、步骤s7：对不同地区的新型储能量化评价结果进行横向对比，比较各地区的总分并分析五大子项对总分的影响程度，优化调控评分薄弱子项。

11、进一步地，所述新型储能综合评价指标体系包括：

12、(1)能效指标

13、放电深度是指新型储能电站在单次放电循环中释放的电能相对于其总储能容量的比例，放电深度计算如下：

14、

15、平均能量密度是指新型储能电站在单位质量下储存的能量平均值，平均能量密度计算如下：

16、

17、上网电量为储能电站向电网输送的电量，它表示储能电站向电网输送电能的总量；

18、下网电量为储能电站从电网接收的电量，它表示储能电站从电网接收电能的总量；

19、电站综合效率是指新型储能电站生产运行过程中上网电量与下网电量的比值，电站综合效率计算如下：

20、

21、站用电率是指储能电站自身消耗的电能占其总发电量的比例，站用电率计算如下：

22、

23、电站储能损耗率是指新型储能电站中储能过程中的能量损耗比例，电站储能损耗率计算如下：

24、

25、电站充放电能量转换效率是指新型储能电站中能量在充电和放电过程中的转换效率，电站充放电能量转换效率的计算公式如下：

26、

27、(2)可靠指标

28、电站计划停运系数是指新型储能电站中在一定时间内，计划停运的时间与总运行时间的比值，电站计划停运系数计算如下：

29、

30、电站非计划停运系数是指新型储能电站中在一定时间内，非计划停运的时间占总运行时间的比例，非计划停运系数的计算如下：

31、

32、储能设备故障率是指新型储能电站中在特定时间内，储能设备发生故障的频率或概率，储能设备故障率的计算如下：

33、

34、储能设备损耗率是指新型储能电站在储能过程中，储能设备因内部电阻、转换效率、自放电等因素而引起的能量损耗的比率，储能设备损耗率计算如下：

35、

36、储能设备年限使用率是指新型储能电站中储能设备在一定年限内实际使用时间与其设计寿命的比率，储能设备年限使用率计算如下：

37、

38、电站等效利用系数是指新型储能电站在一定时间内实际运行时间与总运行时间之间的比例，电站等效利用系数计算如下：

39、

40、(3)调控指标

41、调度响应成功率是指储能电站中，在接受调度命令后，成功完成调度任务的概率，调度响应成功率计算如下：

42、

43、调度响应时间合格率是指新型储能电站在接收到调度命令后，在规定的时间内完成响应任务的概率，调度响应时间合格率计算如下：

44、

45、对于储能系统其响应时间应不超过200ms，且agc响应时间合格率应不低于98％；

46、充放电响应时间是指新型储能电站在接收到充电或放电指令后，从开始执行指令到达到指定充电或放电状态所需的时间，充放电响应时间计算如下：

47、

48、调峰能力是指新型储能电站的最大技术出力、最小技术出力的差，调峰能力计算如下：

49、调峰能力＝最大技术出力-最小技术出力

50、是否投入一次调频为指储能电站是否参与一次调频市场的调度和运营，一次调频是电力系统中的频率调整，用于维持电力系统的频率稳定，储能电站应投入一次调频的功能，且一次调频投退信号必须接入相应调控机构自动化系统，若储能电站投入一次调频功能，得分为1，若未投入一次调频功能，得分为0；

51、agc可用率是指新型储能电站中自动发电控制系统正常运行并提供调节服务的时间占总时间的比例，agc可用率计算如下：

52、

53、agc短时频繁投退为，在任意6小时时间段内，因储能电站原因造成机组agc状态改变次数n大于等于6，认定为频繁投退，以统计周期为单位，对短时频繁投退次数n进行统计并考核。

54、(4)经济指标

55、单位容量运行维护成本是指新型储能电站中发电设备或电力系统在单位容量下的运行和维护所需的成本，单位容量运行维护成本计算如下：

56、

57、储能电站中的单位容量投资成本是指在建设储能电站时，每单位容量所需的投资金额，单位容量投资成本计算如下：

58、

59、峰谷价差套利总收益是指新型储能电站通过利用电力市场的峰谷价差，将电力从低谷时段购买并储存，然后在高峰时段进行销售，从中获取的总收益，峰谷价差套利总收益计算如下：

60、峰谷价差套利总收益＝(峰价×总放电量)-(谷价×总充电量)

61、单位电量调峰补偿收益是指新型储能电站通过进行调峰能力提供所获得的经济收益，单位电量调峰补偿收益计算如下：

62、

63、调峰服务补偿总收益为指储能电站通过进行调峰能力提供所获得的经济总收益，是衡量储能电站在调峰服务中获得的经济收益的重要指标之一，反映出了储能电站在储能容量利用率、调峰能力和可靠性、运营效率和成本控制等方面的水平，并可以证明储能电站在调峰服务市场中具备较强的竞争力，能够为电力系统提供高质量和可靠的调峰服务；

64、单位电量调频补偿收益是指新型储能电站通过进行调频能力提供所获得的经济收益，单位电量调频补偿收益计算如下：

65、

66、调频服务补偿总收益为指储能电站通过进行调频能力提供所获得的经济总收益，是衡量储能电站在调频服务中获得的经济收益的重要指标之一，反映出了储能电站在储能容量利用率、调频能力和可靠性、运营效率和成本控制方面的水平，并可以证明储能电站在调频服务市场中具备较强的竞争力，能够为电力系统提供高质量和可靠的调频服务；

67、新能源消纳贡献效益是指新型储能电站其对新能源消纳的贡献程度和效益，新能源消纳贡献效益计算如下：

68、

69、单位容量租赁收益是指新型储能电站出租其额定容量所获得的收益，单位容量租赁收益计算如下：

70、

71、(5)环保指标

72、co2强度是指新型储能电站在发电过程中每单位产生的二氧化碳(co2)排放量，co2强度计算如下：

73、

74、退役电池梯次利用率是指储能电站中使用的退役电池个数与退役电池总数的比值，退役电池梯次利用率计算如下：

75、

76、噪声程度为储能电站对周围环境和人群的噪声影响程度，它表示储能电站的噪声影响。

77、进一步地，步骤s2具体包括：

78、步骤s2.1：根据步骤s1设计的新型储能综合评价指标体系，收集各地区的新型储能二级评价指标相关数据；

79、步骤s2.2：对收集到的新型储能综合评价指标数据进行分类，划分成效益型指标、成本型指标、区间型指标；效益型指标为指标原始数值越大则对整体越有益的指标，成本型指标为指标原始数值越小则对整体越有益的指标，区间型指标为是否类指标、上下限范围指标、完成情况类指标，广义的区间指标还包括固定在某个最佳值的固定性指标；

80、步骤s2.3：对收集到的效益型指标进行归一化处理，其中效益型指标包括：放电深度、平均能量密度、上网电量、电站综合效率、电站充放电能量转换效率、电站等效利用系数、调度响应成功率、调度响应时间合格率、调峰能力、agc可用率、峰谷价差套利总收益、单位电量调峰补偿收益、调峰服务补偿总收益、单位电量调频补偿收益、调频服务补偿总收益、新能源消纳贡献效益、单位容量租赁收益、退役电池梯次利用率；

81、步骤s2.4：对收集到的成本型指标进行归一化处理，确保收集数据的可比性和一致性，成本型指标包括：下网电量、站用电率、电站储能损耗率、电站计划停运系数、电站非计划停运系数、储能设备故障率、储能设备损耗率、储能设备年限使用率、充放电响应时间、agc短时频繁投退次数、单位容量运行维护成本、单位容量投资成本、co2强度、噪声程度；

82、步骤s2.5：对收集到的区间型指标进行归一化处理，确保收集数据的可比性和一致性，区间型指标包括：是否投入一次调频。

83、进一步地，效益型指标的归一化方法为：

84、

85、其中x′ij代表第i项指标的第j组数据的归一化值，xij代表第i项指标的第j组原始数值，ximax代表第i项指标的最大值；

86、成本型指标的归一化方法为：

87、

88、其中x′ij代表第i项指标的第j组数据的归一化值，xij代表第i项指标的第j组原始数值，ximax代表第i项指标的最大值；

89、区间型指标的归一化方法为：

90、

91、其中，x′ij代表第i项指标的第j组数据的归一化值，xij代表第i项指标的第j组原始数值，ximax代表第i项指标的最大值，ximin代表第i项指标的最小值，代表区间指标的最佳区间。其中，是否投入一次调频这一项指标为是否类指标，投入一次调频得分为1，否则为0。

92、进一步地，步骤s3具体包括：

93、步骤s3.1：对包含各项指标数值的每一组数据，计算第j组数据中第i个指标yij所占的比重，以下是比重计算方法：

94、

95、其中，n为指标个数，m为评价对象数量，yij为第j组数据中第i个指标数据，pij为第j组数据中第i个指标yij所占比重；

96、步骤s3.2：根据步骤s3.1得到的指标所占比重，计算第i个指标的熵值，以下是熵值计算方法：

97、

98、其中，ei为第i个指标的熵值；

99、步骤s3.3：根据步骤s3.2得到的熵值，计算第i个指标的信息熵冗余度，以下是信息熵冗余度计算方法：

100、di＝1-ei(i＝1,2,…,n)

101、其中，di为第i个指标的信息熵冗余度；

102、步骤s3.4：根据步骤s3.3得到的信息熵冗余度，计算第i个指标的熵权重，以下是熵权重计算方法：

103、

104、其中，ωi为第i个指标的熵权重。

105、进一步地，步骤s4具体包括：

106、步骤s4.1：通过变异系数法，计算各项二级评价指标的变异系数，以下是变异系数计算方法：

107、

108、其中vi是第i项二级评价指标的变异系数，σi是第i项二级评价指标的标准差，是第i项二级评价指标的平均值；

109、步骤s4.2：对各项二级指标的变异系数进行归一化处理，计算各项二级指标的变异系数权重，得到各项二级指标的客观权重，以下是变异系数权重计算方法：

110、

111、其中ωi是第i项二级评价指标的变异系数权重，vi是第i项二级评价指标的变异系数，表示对第i项二级指标的变异系数进行求和计算。

112、进一步地，步骤s5具体包括：

113、步骤s5.1：根据s3.4得到的二级评价指标的熵权重和步骤s4.2得到的二级评价指标的变异系数权重，结合综合权重计算方法，得到二级评价指标的综合权重，以下是综合权重计算方法：

114、

115、其中，wi是第i项二级评价指标的综合权重，w′i是第i项二级评价指标的熵权重，w″i是第i项二级评价指标的变异系数权重；

116、步骤s5.2：根据步骤s5.1得到的二级指标综合权重，得到二级指标最终权重，并建立最终的综合量化评价模型。

117、进一步地，步骤s6具体包括：

118、步骤s6.1：根据步骤s1设计的新型储能发展评价指标体系，收集新型储能发展各二级评价指标相关数据；

119、步骤s6.2：对收集到的新型储能综合评价指标数据进行标准化和归一化处理，确保收集数据的可比性和一致性；

120、步骤s6.3：将收集到的新型储能发展评价指标数据代入步骤s5.2中建立的综合评价模型，对各个评价指标进行加权计算，得到最终的新型储能发展综合评价得分。

121、进一步地，步骤s7具体包括：

122、步骤s7.1：对不同地区的新型储能量化评价结果进行对比，比较各地区的总分，找出总分较低的地区；

123、步骤s7.2：在总分较低的地区中，与其他地区横向对比五大子项的得分，分析每个子项对总分的影响程度，找出差异明显的子项；

124、步骤s7.3：根据子项分析结果，针对评分薄弱子项进行优化调控，促进地区的新型储能的优化和发展。

125、本发明还提供一种多地区下储能的综合量化评价系统，包括：

126、储能发展评价指标体系构建模块：其用于构建新型储能综合评价指标体系，所述新型构建储能综合评价指标体系包括：能效、可靠、调控、经济、环保五大一级指标；

127、归一化处理模块：其用于收集各地区的新型储能各二级评价指标相关数据，并进行归一化处理，确保收集数据的可比性和一致性；

128、信息熵权重计算模块：其用于通过熵权法计算各项二级评价指标的信息熵权重，反映各指标原始数据中所呈现的信息量的多少；

129、变异系数权重计算模块：其用于通过变异系数法计算各项二级评价指标的变异系数权重，反映各指标原始数据中相对离散程度；

130、综合评价模型构建模块：其用于综合新型储能综合评价二级指标的熵权重和变异系数权重，计算得到二级评价指标最终权重，并建立综合量化评价模型；

131、发展评价结果获取模块：其用于将收集到各地区新型储能各二级评价指标相关数据，输入综合量化评价模型，计算得到各地区最终的新型储能综合量化评价结果；

132、优化调控模块：其用于对不同地区的新型储能综合量化评价结果进行横向对比，比较各地区的总分并分析五大子项对总分的影响程度，针对评分薄弱子项进行优化调控。

133、与现有技术相比，本发明还具有如下有益效果：

134、综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过构建以能效、可靠、调控、经济、环保五大一级指标为核心的储能综合评价指标体系，建立了更全面的评价指标体系。使用熵权法和变异系数法计算指标的客观权重，不依赖主观判断。通过数据归一化处理，确保了各地区数据的可比性和一致性。分析子项的影响程度并优化薄弱子项，并通过综合评价和优化，鼓励新型储能电站朝着更可持续、高效、智能的方向发展。解决了新型储能电站综合评价中存在着的评价结果单一、评价结果主观性太强、评价指标数据不完善、评价结果不具备可比性和评价方法缺乏对新技术和新趋势的考虑等问题，有助于推动电力行业的可持续发展。