一种储能并网的电能损耗计算方法和系统与流程

1.本发明属于储能并网技术领域，具体涉及一种储能并网的电能损耗计算方法和系统。


背景技术：

2.随着化石能源的日渐枯竭与环境污染的日趋严重，传统的能源开发利用方式迫切需要升级转型。储能并网技术是实现大规模可再生能源接入、提高电力系统运行安全效率、也是提高可再生能源发电比率的有效手段。
3.储能与电网并网运行时，储能对电网的运行将会产生很大的影响，包括网络损耗、电压、电能质量、可靠性和系统保护等。因此，储能与电网并网运行时，必须实时的对储能与电网的并网接口的各种电气参数进行监视，通过对电网电能损耗的检测，优化各储能的接入状态。
4.但是目前在储能并网的电网系统中，多是对各个节点进行等效处理后，建立多储能并网的电能损耗模型对电能损耗进行计算。但是由于储能的运行模式并不一定是相同的，而且相邻不同类别的储能也会对彼此造成影响。因此，现有的计算方式无法精准的计算出不同类别储能并网点的电能损耗，无法实现具有储能接入电网的电能损耗全方位的检测，适用范围极窄。


技术实现要素：

5.为克服上述现有技术的不足，本发明提出一种储能并网的电能损耗计算方法，其改进之处在于，包括：
6.获取电网中各并网节点的运行数据；
7.将各并网节点依次设定为目标节点，并将与所述目标节点相邻的节点，设为所述目标节点的相邻节点；
8.根据目标节点和相邻节点的运行数据及所属类型，计算所述目标节点对应的并网节点的电能损耗值；
9.根据各并网节点的电能损耗值，得到线路的电能损耗；
10.其中，所述并网节点包括在所述并网节点处接入的储能。
11.本发明提供的第一优选技术方案，其改进之处在于，所述将各并网节点依次设定为目标节点，并将与所述目标节点相邻的节点，设为所述目标节点的相邻节点，包括：
12.对电网中各并网节点从变电所的远端开始依次排序并编码，并根据排列次序下的节点依次作为目标节点；
13.根据目标节点编码，调取目标节点编码的下一顺次编码的节点作为相邻节点。
14.本发明提供的第二优选技术方案，其改进之处在于，所述根据目标节点和相邻节点的运行数据及所属类型，计算所述目标节点对应的并网节点的电能损耗值，包括：
15.根据相邻节点的运行数据及所属类型，计算目标节点和相邻节点间线路的有功功
率值和无功功率值；
16.根据目标节点的运行数据及所属类型，以及目标节点和相邻节点间线路的有功功率值和无功功率值，计算目标节点的有功损耗和无功损耗；
17.根据目标节点的有功损耗和无功损耗，计算目标节点对应的并网节点的电能损耗值。
18.本发明提供的第三优选技术方案，其改进之处在于，节点所属类型包括：单向节点和双向节点；
19.其中，在所述单向节点并网的为常规电源，在所述双向节点并网的为储能电源。
20.本发明提供的第四优选技术方案，其改进之处在于，所述根据相邻节点的运行数据及所属类型，计算目标节点和相邻节点间线路的有功功率值和无功功率值，包括：
21.当相邻节点为单向节点时，目标节点和相邻节点间线路的有功功率值和无功功率值的计算式如下：
[0022][0023][0024]
当相邻节点为双向节点时，目标节点和相邻节点间线路的有功功率值和无功功率值的计算式如下：
[0025][0026][0027]
其中，ni表示第i个目标节点，n
i+1
表示第i个节点的相邻节点，表示目标节点ni和相邻节点n
i+1
间线路的有功功率值，表示目标节点ni和相邻节点n
i+1
间线路的无功功率值，表示相邻节点n
i+1
的线路注入有功功率，表示相邻节点n
i+1
的线路注入无功功率，表示相邻节点n
i+1
的储能注入有功功率，表示相邻节点n
i+1
的储能注入无功功率,表示相邻节点n
i+1
用电有功功率，表示相邻节点n
i+1
用电无功功率。
[0028]
本发明提供的第五优选技术方案，其改进之处在于，所述根据目标节点的运行数据及所属类型，以及目标节点和相邻节点间线路的有功功率值和无功功率值，计算目标节点的有功损耗和无功损耗，包括：
[0029]
当目标节点为单向节点时，目标节点的有功损耗和无功损耗的计算式如下：
[0030][0031][0032]
当目标节点为双向节点时，目标节点的有功损耗和无功损耗的计算式如下：
[0033]
[0034][0035]
其中，ni表示第i个目标节点，n
i+1
表示第i个节点的相邻节点，表示目标节点ni和相邻节点n
i+1
间线路的有功功率值，表示目标节点ni和相邻节点n
i+1
间线路的无功功率值，表示目标节点ni的储能输出有功功率值，表示目标节点ni的储能输出无功功率值，ui表示目标节点ni的电压值，ri表示目标节点ni线路的等效电阻值，xi表示目标节点ni线路的等效电抗值，表示目标节点ni用电有功功率，表示目标节点ni用电无功功率。
[0036]
本发明提供的第六优选技术方案，其改进之处在于，所述根据目标节点的有功损耗和无功损耗，计算目标节点对应的并网节点的电能损耗值的计算式如下：
[0037]
δa＝δp+jδq
[0038]
δa表示目标节点对应的并网节点的电能损耗值，δp表示目标节点的有功损耗，δq表示目标节点的无功损耗。
[0039]
本发明提供的第七优选技术方案，其改进之处在于，所述根据各并网节点的电能损耗值，得到线路的电能损耗，包括：
[0040]
根据各并网节点的电能损耗值，得到电网在各位置的线路段的电能损耗。
[0041]
基于同一发明构思，本发明还提供了一种储能并网的电能损耗计算系统，其改进之处在于，包括：数据采集模块、节点设置模块、节点损耗模块和线路损耗模块；
[0042]
所述数据采集模块，用于获取电网中各并网节点的运行数据；
[0043]
所述节点设置模块，用于将各并网节点依次设定为目标节点，并将与所述目标节点相邻的节点，设为所述目标节点的相邻节点；
[0044]
所述节点损耗模块，用于根据目标节点和相邻节点的运行数据及所属类型，计算所述目标节点对应的并网节点的电能损耗值；
[0045]
所述线路损耗模块，用于根据各并网节点的电能损耗值，得到电网线路段的电能损耗；
[0046]
其中，所述并网节点包括在所述并网节点处并网的储能。
[0047]
本发明提供的第八优选技术方案，其改进之处在于，所述节点设置模块包括：目标节点单元和相邻节点单元；
[0048]
所述目标节点单元，用于对电网中各并网节点从变电所的远端开始依次排序并编码，并根据排列次序下的节点依次作为目标节点；
[0049]
所述相邻单元，用于根据目标节点编码，调取目标节点编码的下一顺次编码的节点作为相邻节点。
[0050]
本发明提供的第九优选技术方案，其改进之处在于，所述节点损耗模块包括：线路功率单元、有功无功单元和电能损耗单元；
[0051]
所述线路功率单元，用于根据相邻节点的运行数据及所属类型，计算目标节点和相邻节点间线路的有功功率值和无功功率值；
[0052]
所述有功无功单元，用于根据目标节点的运行数据及所属类型，以及目标节点和
相邻节点间线路的有功功率值和无功功率值，计算目标节点的有功损耗和无功损耗；
[0053]
所述电能损耗单元，用于根据目标节点的有功损耗和无功损耗，计算目标节点对应的并网节点的电能损耗值。
[0054]
与最接近的现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：
[0055]
本发明提供的一种储能并网的电能损耗计算方法和系统，包括获取电网中各并网节点的运行数据；将各并网节点依次设定为目标节点，并将与目标节点相邻的节点，设为目标节点的相邻节点；根据目标节点和相邻节点的运行数据及所属类型，计算目标节点对应的并网节点的电能损耗值；根据各并网节点的电能损耗值，得到电网线路段的电能损耗。本发明的电能损耗计算方法的计算灵活度高，能够实时获得各个节点以及整个电网的电能损耗值，能够有效根据相邻节点计算各个并网节点的电能损耗，从而精确电能损耗发生位置；能够实现从细节到整体的全方位式的储能并入电网的全网电能损耗。
[0056]
本发明提供的电能损耗计算方法还能够实时获得各个节点之间的电能损耗值，得到各个线路段的网损；本发明提出储能并网的电能损耗计算方法适用于多类别多数量的储能并网的电能损耗的精确计算，适用范围广，能够对各种各类的并入有储能的电网进行电能损耗计算；通过对各种节点连接方式建立不同的网损计算模型，从而根据实际节点连接方式匹配相应的网损计算模型，能够提高网损计算对于各种网络的适用度，从而能够大大提高各种类型储能并网节点的计算精度。
附图说明
[0057]
图1为本发明提供的一种储能并网的电能损耗计算方法流程示意图；
[0058]
图2为本发明提供的一个储能并网的电能损耗计算方法具体实施例的流程示意图；
[0059]
图3为本发明涉及实施例中接入有储能的电网结构示意图；
[0060]
图4本发明提供的一种储能并网的电能损耗计算系统基本结构示意图；
[0061]
图5本发明提供的一种储能并网的电能损耗计算系统详细结构示意图。
具体实施方式
[0062]
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。
[0063]
实施例1：
[0064]
本发明提供的一种储能并网的电能损耗计算方法流程示意图如图1所示，包括：
[0065]
步骤1：获取电网中各并网节点的运行数据；
[0066]
步骤2：将各并网节点依次设定为目标节点，并将与目标节点相邻的节点，设为目标节点的相邻节点；
[0067]
步骤3：根据目标节点和相邻节点的运行数据及所属类型，计算目标节点对应的并网节点的电能损耗值；
[0068]
步骤4：根据各并网节点的电能损耗值，得到电网线路段的电能损耗；
[0069]
其中，并网节点包括在并网节点处并网的储能。
[0070]
具体的，获取一个储能并网的电能损耗计算方法的具体实施例如图2所示，包括：
[0071]
s100,对电网中各个并网节点进行编码，并实时检测各节点的运行数据；
[0072]
s200,锁定目标节点及其相邻节点，分别得到目标节点编码及目标节点运行数据，以及相邻节点编码及相邻节点运行数据；
[0073]
s300,根据目标节点编码，调取目标节点类型；根据相邻节点编码，确定相邻节点类型；
[0074]
s400,根据目标节点类型和相邻节点类型，确定该目标节点的网损计算类型；
[0075]
s500,根据所述网损计算类型，调取相应的网损计算模型；
[0076]
s600,将目标节点及其相邻节点的运行数据输入所调取的网损计算模型，计算获得该目标节点的电能损耗值；
[0077]
s700,依次将各节点作为目标节点，根据步骤s200-s600获得各个节点的电能损耗值，从而获得线路的电能损耗。
[0078]
作为上述实施例的优化方案，对电网中各并网节点从变电所的远端开始依次排序，并根据排列次序下的节点依次作为目标节点，进行线路段的电能损耗计算，获取各个节点的电能损耗。
[0079]
作为上述实施例的优化方案，在步骤s200中，根据目标节点编码，调取此目标节点码的下一顺次编码的节点作为相邻节点。
[0080]
作为上述实施例的优化方案，设定所述目标节点类型和相邻节点类型，根据电源的特性将电源划分为单向发电电源和双向发电用电电源；根据电源类型设定目标节点类型为单向节点或双向节点，相邻节点类型为单向节点或双向节点；
[0081]
单向发电电源，生产电能并向电网供电；
[0082]
双向发电用电电源，包括储能和负载，由储能产生电能向负载和电网供电，或由电网向负载反向供电。
[0083]
在步骤s300中：
[0084]
根据目标节点编码，确定目标节点为单向节点或双向节点；
[0085]
根据相邻节点编码，确定相邻节点为单向节点或双向节点。
[0086]
其中，各节点类型已经预先做好区分并按照编号进行存储。获取目标节点或相邻节点的编号后，就可以得到节点的类型。
[0087]
其中，根据如图3所示的并入有储能的电网的结构，根据目标节点类型和相邻节点类型，确定网损计算类型。其中，图3中的dg表示储能，load表示负载。包括步骤：
[0088]
若目标节点为单向节点，相邻节点为单向节点，在网损计算采用单对单网损计算方式，如图3中的4号点位作为目标节点，则5号电点位作为相邻节点；
[0089]
若目标节点为单向节点，相邻节点为双向节点，在网损计算采用单对双网损计算方式，如图3中的1号点位作为目标节点，则2号电点位作为相邻节点；
[0090]
若目标节点为双向节点，相邻节点为单向节点，在网损计算采用双对单网损计算方式，如图3中的3号点位作为目标节点，则4号电点位作为相邻节点；
[0091]
若目标节点为双向节点，相邻节点为双向节点，在网损计算采用双对双网损计算方式，如图3中的2号点位作为目标节点，则3号电点位作为相邻节点。
[0092]
(1)在单对单网损计算方式中采用的网损计算模型计算的电能损耗为：
[0093]
δa＝δp+jδq
[0094]
其中，δa表示网损即电能损耗，δp表示有功损耗，δq表示无功损耗；
[0095]
有功损耗δp的计算式如下：
[0096][0097]
无功损耗δq的计算式如下：
[0098][0099]
其中，ni表示第i个目标节点，n
i+1
表示第i个节点的相邻节点，表示目标节点ni和相邻节点n
i+1
间线路的有功功率值，表示目标节点ni和相邻节点n
i+1
间线路的无功功率值，表示目标节点ni的储能输出有功功率值，表示目标节点ni的储能输出无功功率值，ui表示目标节点ni的电压值，ri表示目标节点ni线路的等效电阻值，xi表示目标节点ni线路的等效电抗值；
[0100]
目标节点ni和相邻节点n
i+1
间线路的有功功率值的计算式如下：
[0101][0102]
目标节点ni和相邻节点n
i+1
间线路的无功功率值的计算式如下：
[0103][0104]
其中，表示相邻节点n
i+1
的线路注入有功功率，表示相邻节点n
i+1
的线路注入无功功率，表示相邻节点n
i+1
的储能注入有功功率，表示相邻节点n
i+1
的储能注入无功功率。
[0105]
(2)在单对双网损计算方式中采用的网损计算模型计算的电能损耗为：
[0106]
δa＝δp+jδq
[0107]
其中，δa表示网损，δp表示有功损耗，δq表示无功损耗；
[0108]
有功损耗δp的计算式如下：
[0109][0110]
无功损耗δq的计算式如下：
[0111][0112]
其中，ni表示第i个目标节点，n
i+1
表示第i个节点的相邻节点，表示目标节点ni和相邻节点n
i+1
间线路的有功功率值，表示目标节点ni和相邻节点n
i+1
间线路的无功功率值，表示目标节点ni的储能输出有功功率值，表示目标节点ni的储能输出无功功率值，ui表示目标节点ni的电压值，ri表示目标节点ni线路的等效电阻值，xi表示目标节点ni线路的等效电抗值；
[0113]
目标节点ni和相邻节点n
i+1
间线路的有功功率值的计算式如下：
[0114][0115]
目标节点ni和相邻节点n
i+1
间线路的无功功率值的计算式如下：
[0116][0117]
其中，表示相邻节点n
i+1
的线路注入有功功率，表示相邻节点n
i+1
的线路注入无功功率，表示相邻节点n
i+1
的储能注入有功功率，表示相邻节点n
i+1
的储能注入无功功率,表示相邻节点n
i+1
用电有功功率，表示相邻节点n
i+1
用电无功功率。
[0118]
(3)在对单网损计算方式中采用的网损计算模型计算的电能损耗为：
[0119]
δa＝δp+jδq
[0120]
其中，δa表示网损，δp表示有功损耗，δq表示无功损耗；
[0121]
有功损耗δp的计算式如下：
[0122][0123]
无功损耗δq的计算式如下：
[0124][0125]
其中，ni表示第i个目标节点，n
i+1
表示第i个节点的相邻节点，表示目标节点ni和相邻节点n
i+1
间线路的有功功率值，表示目标节点ni和相邻节点n
i+1
间线路的无功功率值，表示目标节点ni的储能输出有功功率值，表示目标节点ni的储能输出无功功率值，ui表示目标节点ni的电压值，ri表示目标节点ni线路的等效电阻值，xi表示目标节点ni线路的等效电抗值，表示目标节点ni用电有功功率，表示目标节点ni用电无功功率；
[0126]
目标节点ni和相邻节点n
i+1
间线路的有功功率值的计算式如下：
[0127][0128]
目标节点ni和相邻节点n
i+1
间线路的无功功率值的计算式如下：
[0129][0130]
其中，表示相邻节点n
i+1
的线路注入有功功率，表示相邻节点n
i+1
的线路注入无功功率，表示相邻节点n
i+1
的储能注入有功功率，表示相邻节点n
i+1
的储能注入无功功率。
[0131]
(4)在双对双网损计算方式中采用的网损计算模型计算的电能损耗为：
[0132]
δa＝δp+jδq
[0133]
其中，δa表示网损，δp表示有功损耗，δq表示无功损耗；
[0134]
有功损耗δp的计算式如下：
[0135][0136]
无功损耗δq的计算式如下：
[0137][0138]
其中，ni表示第i个目标节点，n
i+1
表示第i个节点的相邻节点，表示目标节点ni和相邻节点n
i+1
间线路的有功功率值，表示目标节点ni和相邻节点n
i+1
间线路的无功功率值，表示目标节点ni的储能输出有功功率值，表示目标节点ni的储能输出无功功率值，ui表示目标节点ni的电压值，ri表示目标节点ni线路的等效电阻值，xi表示目标节点ni线路的等效电抗值，表示目标节点ni用电有功功率，表示目标节点ni用电无功功率；
[0139]
目标节点ni和相邻节点n
i+1
间线路的有功功率值的计算式如下：
[0140][0141]
目标节点ni和相邻节点n
i+1
间线路的无功功率值的计算式如下：
[0142][0143]
其中，表示相邻节点n
i+1
的线路注入有功功率，表示相邻节点n
i+1
的线路注入无功功率，表示相邻节点n
i+1
的储能注入有功功率，表示相邻节点n
i+1
的储能注入无功功率,表示相邻节点n
i+1
用电有功功率，表示相邻节点n
i+1
用电无功功率。
[0144]
实施例2：
[0145]
基于同一发明构思，本发明还提供了一种储能并网的电能损耗计算系统，由于这些设备解决技术问题的原理与储能并网的电能损耗计算方法相似，重复之处不再赘述。
[0146]
该系统基本结构如图4所示，包括：数据采集模块、节点设置模块、节点损耗模块和线路损耗模块；
[0147]
数据采集模块，用于获取电网中各并网节点的运行数据；
[0148]
节点设置模块，用于将各并网节点依次设定为目标节点，并将与目标节点相邻的节点，设为目标节点的相邻节点；
[0149]
节点损耗模块，用于根据目标节点和相邻节点的运行数据及所属类型，计算目标节点对应的并网节点的电能损耗值；
[0150]
线路损耗模块，用于根据各并网节点的电能损耗值，得到电网线路段的电能损耗；
[0151]
其中，并网节点包括在并网节点处并网的储能。
[0152]
储能并网的电能损耗计算系统详细结构如图5所示。
[0153]
其中，节点设置模块包括：目标节点单元和相邻节点单元；
[0154]
目标节点单元，用于对电网中各并网节点从变电所的远端开始依次排序并编码，并根据排列次序下的节点依次作为目标节点；
[0155]
相邻单元，用于根据目标节点编码，调取目标节点编码的下一顺次编码的节点作为相邻节点。
[0156]
其中，节点损耗模块包括：线路功率单元、有功无功单元和电能损耗单元；
[0157]
线路功率单元，用于根据相邻节点的运行数据及所属类型，计算目标节点和相邻节点间线路的有功功率值和无功功率值；
[0158]
有功无功单元，用于根据目标节点的运行数据及所属类型，以及目标节点和相邻节点间线路的有功功率值和无功功率值，计算目标节点的有功损耗和无功损耗；
[0159]
电能损耗单元，用于根据目标节点的有功损耗和无功损耗，计算目标节点对应的并网节点的电能损耗值。
[0160]
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。
[0161]
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。
[0162]
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。
[0163]
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。
[0164]
最后应当说明的是:以上实施例仅用于说明本技术的技术方案而非对其保护范围的限制,尽管参照上述实施例对本技术进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本技术后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。