储能设备的参数配置方法和系统与流程

本发明涉及电力技术领域，特别是涉及一种储能设备的参数配置方法和系统。

背景技术：

目前，新能源尤其是太阳能正在快速增长，但是太阳能的产能具有明显的间歇性和不稳定性(白天有晚上没有)，这个问题是太阳能进一步推广的制约因素之一。

多个国家的政策(比如美国的NET METERING)为了鼓励太阳能的发展，规定：如果分布式太阳能用户白天的产能未能全部就地吸收，则多余的部分回送给电网抵消晚上该用户没有太阳能时候的用电消耗。但是电网本身不直接具有储存能力，类似政策增加了电网的调控难度，损害了电网的利益。因此，电网推出并不断提高功率收费，平均每年增长7％-9％。功率收费只针对用户每月的最大功率值。因此，太阳能白天的产能即使可以全额抵消晚上的用电额度，该用户晚上用电的峰值功率仍然会带来高昂的用电费用。对于用电功率波动较大的用户，功率收费可以超过全部用电费用的50％，甚至对于某些装有大功率太阳能发电设备的用户可以达到90％。因此分布式用户从太阳能发电中获得的收益不断下降。为太阳能发电配备储能设备的方案开始被提出并推广，减少用户的用电成本。

但是一般的储能设备中的电池装机量是将系统的最大功率设置为用户年用电最高功率值，这种功率的选取无法满足多种多样的用户用电模式和习惯，使储能设备的储能效益较低。

技术实现要素：

基于此，有必要针对传统的储能设备的储能效益低的问题，提供一种储能设备的参数配置方法和系统。

一种储能设备的参数配置方法，包括以下步骤：

获取预设周期内用户的用电功率的时间序列；

计算时间序列中所有时间点的用电功率的平均值和方差值；

将所有时间点的用电功率按照功率值大小进行排列，获取最大用电功率值和预设排位的用电功率值；

计算平均值和方差值的和值，比较和值与预设排位的用电功率值的大小，获得两者中的较大值；

根据较大值对储能设备的参数进行配置。

一种储能设备的参数配置系统，包括：

获取单元，用于获取预设周期内用户的用电功率的时间序列；

计算单元，用于计算时间序列中所有时间点的用电功率的平均值和方差值；

排列单元，用于将所有时间点的用电功率按照功率值大小进行排列，获取最大用电功率值和预设排位的用电功率值；

比较单元，用于计算平均值和方差值的和值，比较和值与预设排位的用电功率值的大小，获得两者中的较大值；

参数配置单元，用于根据较大值对储能设备的参数进行配置。

根据上述本发明的储能设备的参数配置方法和系统，其是获取预设周期内用户的用电功率的时间序列，计算时间序列中所有时间点的用电功率的平均值和方差值，并根据所有时间点的用电功率的平均值和方差值以及排列后的最大用电功率值和预设排位的用电功率值来获取最佳的功率值，并以此来配置储能设备的参数。此方案中，配置储能设备的参数时考虑了用户在各个时间点的用电功率，可以符合多种多样的用户用电模式和习惯，而且，综合考虑了用电功率的平均值和方差值以及预设排位的用电功率值，充分优化储能设备的参数，最大程度地提高储存装置的储能效益。

附图说明

图1为其中一个实施例的储能设备的参数配置方法的流程示意图；

图2为其中一个实施例的储能设备的参数配置系统的结构示意图；

图3为其中一个实施例的用电功率排位示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

参见图1所示，为本发明的储能设备的参数配置方法的流程示意图。该实施例中的储能设备的参数配置方法，包括以下步骤：

步骤S101：获取预设周期内用户的用电功率的时间序列；

在本步骤中，用户在用电时，在每一个时间点都对应有一个用电功率，获取预设周期内用户的用电功率的时间序列包含用电的时间点，根据时间序列中的时间点就可以查找到对应的用电功率；

步骤S102：计算时间序列中所有时间点的用电功率的平均值和方差值；

步骤S103：将所有时间点的用电功率按照功率值大小进行排列，获取最大用电功率值和预设排位的用电功率值；

步骤S104：计算平均值和方差值的和值，比较和值与预设排位的用电功率值的大小，获得两者中的较大值；

在本步骤中，平均值和方差值的和值代表了储能设备优化后用电功率的物理下限值，减少最大用电功率值与预设排位用电功率值之间的用电功率可以最大程度地减少功率收费，但当预设排位用电功率值小于平均值和方差值的和值时，在优化的物理实现上不可行，只能减少最大用电功率值与上述和值之间的用电功率，因此需要对和值与预设排位的用电功率值的大小进行比较，选择其中的较大值；

步骤S105：根据较大值对储能设备的参数进行配置。

在本实施例中，获取预设周期内用户的用电功率的时间序列，计算时间序列中所有时间点的用电功率的平均值和方差值，并根据所有时间点的用电功率的平均值和方差值以及排列后的最大用电功率值和预设排位的用电功率值来获取最佳的功率值，并以此来配置储能设备的参数。此方案中，配置储能设备的参数时考虑了用户在各个时间点的用电功率，可以符合多种多样的用户用电模式和习惯，而且，综合考虑了用电功率的平均值和方差值以及预设排位的用电功率值，充分优化储能设备的参数，最大程度地提高储存装置的储能效益。

优选的，若已安装有太阳能发电设备，则用户的用电功率的时间序列为净用电功率的时间序列，如此就剔除了太阳能发电设备的发电功率，可以更加准确地配置储能设备的参数。

在其中一个实施例中，根据较大值对储能设备的参数进行配置的步骤包括以下步骤：

将最大用电功率值与较大值的差值作为储能设备的电池功率值。

在本实施例中，最大用电功率值与较大值之间的差值就是减少功率收费的最佳功率减少值，可以将该差值配置为储能设备的电池功率值，如此就可以最大程度地提高储存装置的储能效益，减少功率收费。

在其中一个实施例中，根据较大值对储能设备的参数进行配置的步骤包括以下步骤：

获取预设时间范围内的各目标用电功率值，计算各目标用电功率值与较大值的差值，得到各差值的和值，其中，各目标用电功率值大于较大值；

选择多个预设时间范围对应的和值中的最大值作为储能设备的电池容量值。

在本实施例中，储能设备的电池容量与用电功率值、较大值有关，电池容量要支持在任何用电功率下电池都能达到优化的电池功率，可以先计算在一个时间范围内的各时间点的用电功率值与较大值的差值之和值，考虑到用户在不同时间段的用电功率情况，可以设置多个预设时间范围，从而较为全面地覆盖在各个时间范围的电池功率，由于每个时间范围对应的和值可能大小不同，可以选取其中的最大值作为电池容量，如此可以保证在任何用电功率下电池都能达到优化的电池功率。

在其中一个实施例中，预设时间范围为一天。

在本实施例中，由于每天用户的用电功率可能有所不同，可以将预设时间范围设置为一天，计算每天的大于较大值的各用电功率值与较大值的差值之和，从而得到每一天对应的和值的集合，从中选择一个最大的和值作为电池容量值，保证在任何用电功率下电池都能达到优化的电池功率。

在其中一个实施例中，将所有时间点的用电功率按照功率值大小进行排列的步骤包括以下步骤：

将所有时间点的用电功率按功率值从大到小的顺序进行排列，预设排位的位数与排列总位数的比值范围为5％至20％。

在本实施例中，主要是针对较高的用电功率，可以对时间序列中的所有时间点的用电功率按功率值从大到小的顺序进行排列，由于功率收费的对象主要是较高的用电功率，因此，在对储能设备的参数进行优化时，可以考虑用电功率值靠前的5％至20％，即预设排位的位数与排列总位数的比值范围为5％至20％，减少这一部分的用电功率就可以充分减少功率收费。

在其中一个实施例中，将所有时间点的用电功率按照功率值大小进行排列的步骤包括以下步骤：

将所有时间点的用电功率按功率值从大到小的顺序进行排列，预设排位的位数与排列总位数的比值为10％。

在本实施例中，利用储能设备虽然能减少部分功率，以此来减少功率收费，但对于排位靠后的用电功率来说，减少的功率量不多，同时，增加储能设备的电池功率也会增加储能设备的能源消耗，因此减少排位靠后的用电功率对于提高储能设备效益的作用不明显，因此，可以将预设排位的位数与排列总位数的比值设置为10％，减少前10％的用电功率就可以最大程度地提高储能设备的效益，减少功率收费。

在其中一个实施例中，时间序列的时间分辨率与用户所处的电网计算功率收费的时间分辨率一致。

在本实施例中，时间序列的时间分辨率是指时间序列中相邻两个时间点的间隔时间，由于本方案的目的是提高储能设备的效益，减少功率收费，而用户所处的电网计算功率收费也会设置时间分辨率，因此，将时间序列的时间分辨率设置为与用户所处的电网计算功率收费的时间分辨率一致，便于量化储能设备的效益。

在其中一个实施例中，时间序列的时间分辨率为15分钟。

在本实施例中，为了充分统计和计算用户的用电功率，用电功率的时间序列的时间分辨率不能过高、也不能过低，综合一般用户的用电情况，将时间分辨率可以设置为15分钟，在充分统计用户的用电功率的同时避免用电功率的统计过程过于复杂。

在其中一个实施例中，预设周期大于等于3个月。

在本实施例中，将预设周期设置为大于等于3个月，能充分考虑用户平时的用电功率的情形，避免因用电功率的时间序列的时间点过少导致用户在某个时间点的用电功率过高或过低对储能设备的参数优化配置产生不利影响。

优选的，预设周期可以是1年，由于用户在每年中的用电功率可以呈现出一定的循环规律，因此预设周期为1年就可以全面反映用户用电功率的情况。

根据上述储能设备的参数配置方法，本发明还提供一种储能设备的参数配置系统，以下就本发明的储能设备的参数配置系统的实施例进行详细说明。

参见图2所示，为本发明的储能设备的参数配置系统的结构示意图。该实施例中的储能设备的参数配置系统包括以下单元：

获取单元210，用于获取预设周期内用户的用电功率的时间序列；

计算单元220，用于计算时间序列中所有时间点的用电功率的平均值和方差值；

排列单元230，用于将所有时间点的用电功率按照功率值大小进行排列，获取最大用电功率值和预设排位的用电功率值；

比较单元240，用于计算平均值和方差值的和值，比较和值与预设排位的用电功率值的大小，获得两者中的较大值；

参数配置单元250，用于根据较大值对储能设备的参数进行配置。

在其中一个实施例中，参数配置单元250将最大用电功率值与较大值的差值作为储能设备的电池功率值。

在其中一个实施例中，参数配置单元250获取预设时间范围内的各目标用电功率值，计算各目标用电功率值与较大值的差值，得到各差值的和值，其中，各目标用电功率值大于较大值；选择多个预设时间范围对应的和值中的最大值作为储能设备的电池容量值。

在其中一个实施例中，预设时间范围为一天。

在其中一个实施例中，排列单元230将所有时间点的用电功率按功率值从大到小的顺序进行排列，预设排位的位数与排列总位数的比值范围为5％至20％。

在其中一个实施例中，排列单元230将所有时间点的用电功率按功率值从大到小的顺序进行排列，预设排位的位数与排列总位数的比值为10％。

在其中一个实施例中，时间序列的时间分辨率与用户所处的电网计算功率收费的时间分辨率一致。

在其中一个实施例中，时间序列的时间分辨率为15分钟。

在其中一个实施例中，预设周期大于等于3个月。

本发明的储能设备的参数配置系统与本发明的储能设备的参数配置方法一一对应，在上述储能设备的参数配置方法的实施例阐述的技术特征及其有益效果均适用于储能设备的参数配置系统的实施例中。

在一个具体的实施例中，可以获取获得用户的用电功率(最优为完整一年，至少大于3个月)的时间序列(如已装有太阳能发电设备则提供净用电时间序列)。时间序列的时间分辨率应与当地电网计算功率收费的时间分辨率一致(比如15分钟)；

计算时间序列的所有时间点的用电功率的平均值1和方差值2；

将所有时间点的用电功率按功率值从大到小的顺序进行排序，计算出其中用电功率最大值3与排位第10％的用电功率值4，计算用电功率最大值3与排位第10％的用电功率值4的差值(10％法则，用户的用电高峰期不超过全部用电时间的10％，减少前10％的用电功率可以最大程度的减少功率收费，超过10％的部分收益迅速下降，如图3所示，一个代表性用户年用电功率排列，10％法则，可以看出头10％的时间点的功率累积部分超过70％，因此构成了70％的功率收费。用电池规划这一部分可以以最小的电池功率创造最大的效益)；

计算平均值1和方差值2的和值，将该和值与排位第10％的用电功率值4进行比较，选择较大的一个值作为值5；

将用电功率最大值3与值5的差值作为电池功率的优化值；

同时可以以天为单位，计算出每天中用电功率值大于值5的所有时间点的(实际用电功率值与值5的差值)之和值的集合。该和值集合中的最大值为优化的电池容量。

为了量化优化后的储能设备的效益，可以将用户每月的最大功率值与值5的差值作为每月的最大功率减少值，最大功率减少值与电网功率收费率的乘积值就可以作为优化后的储能设备的效益值。

上述储能设备的参数配置方法和系统可以用在微电网供电系统中，如太阳能供电系统等，在白天的时候，太阳能可以为储能设备的电池充电，在夜晚的时候，储能设备的电池放电，为用户提供电力功率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。