一种分布式资源优化方案获取方法及相关装置与流程

1.本技术涉及分布式能源技术领域，尤其涉及一种分布式资源优化方案获取方法及相关装置。


背景技术：

2.与传统能源供应模式中传统能源形式不同，分布式电源具有建设周期短、规模较小、运维方便等特点，能有效发挥削峰、减少网损、提高终端能效、缓建或少建输配电设施等作用。基于“资源导向”的商业模式难以发挥分布式能源的优势，需要建立针对聚合灵活分布式资源能源供应商的用户驱动商业模式，而此中关键就是获取基于分布式能源相关的优化方案。
3.现有的分布式能源系统中，安装整个分布式发电系统费时费力，而且不能确保整个系统的质量和性能，加之优化方案的选取过程考虑的因素较少，欠缺针对性，导致效果较差，无法满足当前的技术需求。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种分布式资源优化方案获取方法及相关装置，用于解决现有技术的系统费时、分布式资源方案考虑的因素较少，欠缺针对性，导致实际效率较差的技术问题。
5.有鉴于此，本技术第一方面提供了一种分布式资源优化方案获取方法，包括：
6.根据储能利用率和充放电策略构建分布式资源优化目标函数；
7.基于燃气轮机相关参数、光伏发电功率参数和预设充放电策略为所述优化目标函数构建分布式能源约束和储能寿命约束；
8.基于共享率和碳排放量为所述优化目标函数构建分布式能源消纳约束；
9.依据所述分布式能源约束、所述储能寿命约束和所述分布式能源消纳约束对所述优化目标函数进行迭代求解，得到分布式资源优化方案。
10.优选地，所述优化目标函数为：
[0011][0012]
其中，l
i,cyc
为优化的充放电策略下的蓄电池年循环寿命，为储能实际输出有功功率，p
es,allocation
为储能装置输出总有功功率，为所述储能利用率。
[0013]
优选地，所述基于燃气轮机相关参数、光伏发电功率参数和预设充放电策略为所述优化目标函数构建分布式能源约束和储能寿命约束，包括：
[0014]
根据燃气轮机的天然气消耗量构建燃气轮机约束模型，所述燃气轮机相关参数包括所述天然气消耗量；
[0015]
根据光伏发电站的有功功率和无功功率构建光伏发电约束模型，所述光伏发电功率参数包括所述有功功率和所述无功功率，分布式能源约束包括所述燃气轮机约束模型和
所述光伏发电约束模型；
[0016]
依据预设充放电策略计算蓄电池的循环放电深度后，基于所述循环放电深度求取电池循环寿命；
[0017]
通过所述电池循环寿命构建蓄电池年循环寿命计算函数，得到储能寿命约束。
[0018]
优选地，所述依据所述分布式能源约束、所述储能寿命约束和所述分布式能源消纳约束对所述优化目标函数进行迭代求解，得到分布式资源优化方案，之后还包括：
[0019]
将所述分布式资源优化方案作为辅助策略优化能源聚合商的供电储能服务模式。
[0020]
本技术第二方面提供了一种分布式资源优化方案获取装置，包括：
[0021]
函数构建模块，用于根据储能利用率和充放电策略构建分布式资源优化目标函数；
[0022]
第一约束模块，用于基于燃气轮机相关参数、光伏发电功率参数和预设充放电策略为所述优化目标函数构建分布式能源约束和储能寿命约束；
[0023]
第二约束模块，用于基于共享率和碳排放量为所述优化目标函数构建分布式能源消纳约束；
[0024]
优化求解模块，用于依据所述分布式能源约束、所述储能寿命约束和所述分布式能源消纳约束对所述优化目标函数进行迭代求解，得到分布式资源优化方案。
[0025]
优选地，所述优化目标函数为：
[0026][0027]
其中，l
i,cyc
为优化的充放电策略下的蓄电池年循环寿命，为储能实际输出有功功率，p
es,allocation
为储能装置输出总有功功率，为所述储能利用率。
[0028]
优选地，所述第一约束模块，具体用于：
[0029]
根据燃气轮机的天然气消耗量构建燃气轮机约束模型，所述燃气轮机相关参数包括所述天然气消耗量；
[0030]
根据光伏发电站的有功功率和无功功率构建光伏发电约束模型，所述光伏发电功率参数包括所述有功功率和所述无功功率，分布式能源约束包括所述燃气轮机约束模型和所述光伏发电约束模型；
[0031]
依据预设充放电策略计算蓄电池的循环放电深度后，基于所述循环放电深度求取电池循环寿命；
[0032]
通过所述电池循环寿命构建蓄电池年循环寿命计算函数，得到储能寿命约束。
[0033]
优选地，还包括：
[0034]
辅助决策模块，用于将所述分布式资源优化方案作为辅助策略优化能源聚合商的供电储能服务模式。
[0035]
本技术第三方面提供了一种分布式资源优化方案获取设备，所述设备包括处理器以及存储器；
[0036]
所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
[0037]
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行第一方面所述的分布式资源优化方案获取方法。
[0038]
本技术第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于
存储程序代码，所述程序代码用于执行第一方面所述的分布式资源优化方案获取方法。
[0039]
从以上技术方案可以看出，本技术实施例具有以下优点：
[0040]
本技术中，提供了一种分布式资源优化方案获取方法，包括：根据储能利用率和充放电策略构建分布式资源优化目标函数；基于燃气轮机相关参数、光伏发电功率参数和预设充放电策略为优化目标函数构建分布式能源约束和储能寿命约束；基于共享率和碳排放量为优化目标函数构建分布式能源消纳约束；依据分布式能源约束、储能寿命约束和分布式能源消纳约束对优化目标函数进行迭代求解，得到分布式资源优化方案。
[0041]
本技术提供的分布式资源优化方案获取方法，从不同角度为分布式资源优化目标函数配置约束条件，既考虑了光伏发电的影响，也分析了储能过程的约束，还将相关用户的分布式能源消纳相关约束加入模型中；使得模型求解的结果更加准确可靠，更具有针对性，这些约束条件能够更完整描述系统的实际情况，而且通过迭代优化直接获取到最佳分布式资源优化方案，效率高。因此，本技术能够解决现有技术的系统费时、分布式资源方案考虑的因素较少，欠缺针对性，导致实际效率较差的技术问题。
附图说明
[0042]
图1为本技术实施例提供的一种分布式资源优化方案获取方法的流程示意图；
[0043]
图2为本技术实施例提供的一种分布式资源优化方案获取装置的结构示意图；
[0044]
图3为本技术实施例提供的供电储能服务模式的架构图。
具体实施方式
[0045]
为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0046]
为了便于理解，请参阅图1，本技术提供的一种分布式资源优化方案获取方法的实施例，包括：
[0047]
步骤101、根据储能利用率和充放电策略构建分布式资源优化目标函数。
[0048]
进一步地，优化目标函数为：
[0049][0050]
其中，l
i,cyc
为优化的充放电策略下的蓄电池年循环寿命，为储能实际输出有功功率，p
es,allocation
为储能装置输出总有功功率，为储能利用率。
[0051]
本实施例中的分布式资源优化目标函数的主要目的在于优化储能充放电策略和pv(photovoltaic，光伏发电系统)配置的储能利用率，基础公式可以表达为：
[0052][0053]
优化求解的过程则表达为优化目标函数的形式，即求优化目标函数的最大值，此时为最优方案，但是还要基于构建的约束条件进行迭代优化才能够求解出最优且满足条件的方案。
[0054]
步骤102、基于燃气轮机相关参数、光伏发电功率参数和预设充放电策略为优化目标函数构建分布式能源约束和储能寿命约束。
[0055]
进一步地，步骤102，包括：
[0056]
根据燃气轮机的天然气消耗量构建燃气轮机约束模型，燃气轮机相关参数包括天然气消耗量；
[0057]
根据光伏发电站的有功功率和无功功率构建光伏发电约束模型，光伏发电功率参数包括有功功率和无功功率，分布式能源约束包括燃气轮机约束模型和光伏发电约束模型；
[0058]
依据预设充放电策略计算蓄电池的循环放电深度后，基于循环放电深度求取电池循环寿命；
[0059]
通过电池循环寿命构建蓄电池年循环寿命计算函数，得到储能寿命约束。
[0060]
分布式能源约束主要考虑的是燃气轮机的相关约束以及光伏发电系统中的约束；燃气轮机的约束模型可以表达为：
[0061]
pg＝m
gasqgas
η
[0062]
pg≤p
g_max
[0063]
其中，pg、p
g max
分别为燃气轮机输出功率和最大有功功率，m
gas
为天然气消耗量，q
gas
为燃气低位热值，η为燃气轮机效率。
[0064]
光伏发电系统的约束模型表达为：
[0065][0066][0067]
其中，分别为光伏发电站发出的有功功率和无功功率，为光伏发电站可发有功有功上限，为光伏发电逆变器功率因数。
[0068]
由于储能运行对设备而言存在寿命损耗，主要以充放电循环次数体现，由充放电深度决定，所以将基于设充放电策略的充放电循环定义为储能由放电过程变为充电过程的时刻：
[0069][0070]
其中，是一个0-1之间的变量，当储能状态为充电到放电时，其他情况下，表示当前时刻t的充放电状态0-1变量，ζ
t
＝0为充电状态，ζ
t
＝1为放电状态。
[0071]
充电前一时刻的放电深度可以用来代表蓄电池循环放电深度
[0072][0073][0074]
其中，为i节点t时间系统荷电状态；根据蓄电池循环放电深度可以分析电池循环寿命与其的幂函数关系：
[0075][0076]
其中，l0为电池以100％放电深度充放电直至报废的循环次数，k
p
为拟合参数，取值一般在1.1-1.2之间。
[0077]
为分析不同充放电循环对寿命损耗的影响，将储能寿命建立为各次不同深度的放电循环折算为100％放电深度下的等效全循环次数；日等效全循环次数为l
i,eq
：
[0078][0079]
通过电池循环寿命构建蓄电池年循环寿命计算函数，也是储能寿命约束：
[0080]
l
i,cyc
＝l0/(365
·
l
i,eq
)
[0081]
这一约束模型可以改变储能型软开关充放电策略，减少不必要的充放电深度，进而延长元件使用寿命。
[0082]
步骤103、基于共享率和碳排放量为优化目标函数构建分布式能源消纳约束。
[0083]
需要说明的是，除了分布式能源约束和储能寿命约束外，商业模式决策算法还需要考虑能源聚合商、电网公司、政府、客户等相关者的如下分布式能源消纳潜力约束。分布式能源消纳约束除了包括基于共享率和碳排放量的设备共享率约束和碳排放约束以外，还包括能源交易约束，以下具体介绍：
[0084]
分布式能源设备共享率约束表达为：
[0085]eshare
≥70％
[0086]eshare
为当前设备共享率，为通过共享方式充分发挥分布式能源潜力，吸引各方进行投资，本实施例中限定分布式能源设备共享率e
share
不能低于70％。
[0087]
分布式能源碳排放约束表达为：
[0088]eemis
≤e
t-er[0089]
其中，e
emis
为碳排放量，e
t
为国家碳排放控制目标，er为已有电源装机碳排放量；通过碳排放约束可以鼓励能源供应商获取智能电网服务并融入低碳社区，鼓励用户使用分布式能源，政府也会在碳排放约束下将补贴和优惠政策转化为免费的分布式系统安装或低廉的清洁电力。
[0090]
能源交易约束表达为：
[0091]frev-f
cost
≥0
[0092]
其中，f
rev
为能源出售补偿量，f
cost
为能源产出需求量。
[0093]
对电网运营商而言，能源出售补偿量包含可帮助提升电网运营商对网络阻塞缓解的常规补偿和网测补偿；对能源供应商而言，能源出售补偿量包含可帮助提升能源供应商购电优化和客户忠诚度；对产消者来说，其能源出售补偿来自清洁电力的生产。
[0094]
能源产出需求考虑到了平台运营、获取资质、算力、管理，相应的，政府需要对设备的采购、安装、调试过程进行监督，制定并出台相关能源产出政策、行业发展规范，为分布式能源消纳创造有利的电力市场环境。同时，政府也扮演保障产消者利益的角色，例如在必要时对电网运营商、聚合商与用户之间各类争议进行仲裁。该约束保障能源产出要优先满足电网安全可靠运行条件，再将额外部分进行出售获取补偿。
[0095]
需要说明的是，除了以上多种不同层面的约束条件以外，还可以根据实际工程需
要增加其他必要的约束条件，例如电力系统节点功率平衡约束，三相潮流方程约束，网络安全约束和节点负荷约束等电力系统约束；具体的在此不作限定。
[0096]
步骤104、依据分布式能源约束、储能寿命约束和分布式能源消纳约束对优化目标函数进行迭代求解，得到分布式资源优化方案。
[0097]
基于所有的约束条件对优化目标函数进行迭代运算，不断调整优化储能充放电策略，当优化目标函数达到最大值，或者迭代次数达到最大预设值时，则停止迭代，将最后的结果作为分布式资源优化方案。
[0098]
进一步地，步骤104，之后还包括：
[0099]
将分布式资源优化方案作为辅助策略优化能源聚合商的供电储能服务模式。
[0100]
供电储能服务模式的确定过程即为决策过程，分布式资源优化方案作为决策过程中的辅助策略，用于优化决策。决策系统建立与电网公司、拥有灵活资源的客户、拥有清洁资源的客户、合资设备制造商和其他上下游合资企业数据连接，采用本实施例的技术方案实现多约束下的储能充放电策略及pv配置的储能利用率最优方案，帮助灵活性资源获取较长使用时间，分布式新能源得到较高水平消纳。
[0101]
需要说明的是，方案中涉及的分布式资源设备(光伏、储能等)由能源聚合商免费提供和维护，用户则需要承诺购买该设备所产生的电能。该方案的额外服务还包括不间断电力供应以及智慧能源家庭等；能源聚合商最重要的是向用户提供电能，以及相应的电气化或移动储能服务。聚合商将作为整个商业模式的核心，是各参与方交流互动的桥梁，起到了连接多边群体的作用。设备供应商不参与分布式能源系统资金募集情况下，仅有偿提供设备和维护服务。根据与聚合商的销售合同对设备的运行及维护提供相应的技术服务；若设备供应商参与了分布式能源的投运，则需依据投运合作协议明确相应的运维工作分摊问题。聚合商可以将区域内分布式系统的运维工作外包给专业公司；专业运维公司通常不直接参与到分布式系统运营过程，通过与聚合商签订合作协议，主要负责具体的维护工作。针对供能设备故障问题，专业运维公司可与设备供应商协商解决，并明确设备质保期内和质保期外的服务分摊问题。电网运营商与聚合商合作，收集用户行为数据以优化资源调度、数据共享、通过降低高峰时期负荷量以延缓输配电设备老化。此外，由于是面对聚合商而不是单个产消者，电网运营商能够将辅助服务逐渐拓展至分布式电源侧，为未来传统能源逐步退出电源侧打下基础，并有效降低了电网运营商面对海量产消者的沟通压力，具体决策模式请参阅图3。
[0102]
本技术实施例提供的分布式资源优化方案获取方法，从不同角度为分布式资源优化目标函数配置约束条件，既考虑了光伏发电的影响，也分析了储能过程的约束，还将相关用户的分布式能源消纳相关约束加入模型中；使得模型求解的结果更加准确可靠，更具有针对性，这些约束条件能够更完整描述系统的实际情况，而且通过迭代优化直接获取到最佳分布式资源优化方案，效率高。因此，本技术实施例能够解决现有技术的系统费时、分布式资源方案考虑的因素较少，欠缺针对性，导致实际效率较差的技术问题。
[0103]
为了便于理解，请参阅图2，本技术提供了一种分布式资源优化方案获取装置的实施例，包括：
[0104]
函数构建模块201，用于根据储能利用率和充放电策略构建分布式资源优化目标函数；
[0105]
第一约束模块202，用于基于燃气轮机相关参数、光伏发电功率参数和预设充放电策略为优化目标函数构建分布式能源约束和储能寿命约束；
[0106]
第二约束模块203，用于基于共享率和碳排放量为优化目标函数构建分布式能源消纳约束；
[0107]
优化求解模块204，用于依据分布式能源约束、储能寿命约束和分布式能源消纳约束对优化目标函数进行迭代求解，得到分布式资源优化方案。
[0108]
进一步地，优化目标函数为：
[0109][0110]
其中，l
i,cyc
为优化的充放电策略下的蓄电池年循环寿命，为储能实际输出有功功率，p
es,allocation
为储能装置输出总有功功率，为储能利用率。
[0111]
进一步地，第一约束模块202，具体用于：
[0112]
根据燃气轮机的天然气消耗量构建燃气轮机约束模型，燃气轮机相关参数包括天然气消耗量；
[0113]
根据光伏发电站的有功功率和无功功率构建光伏发电约束模型，光伏发电功率参数包括有功功率和无功功率，分布式能源约束包括燃气轮机约束模型和光伏发电约束模型；
[0114]
依据预设充放电策略计算蓄电池的循环放电深度后，基于循环放电深度求取电池循环寿命；
[0115]
通过电池循环寿命构建蓄电池年循环寿命计算函数，得到储能寿命约束。
[0116]
进一步地，还包括：
[0117]
辅助决策模块205，用于将分布式资源优化方案作为辅助策略优化能源聚合商的供电储能服务模式。
[0118]
本技术还提供了一种分布式资源优化方案获取设备，设备包括处理器以及存储器；
[0119]
存储器用于存储程序代码，并将程序代码传输给处理器；
[0120]
处理器用于根据程序代码中的指令执行上述方法实施例中的分布式资源优化方案获取方法。
[0121]
本技术还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质用于存储程序代码，程序代码用于执行上述方法实施例中的分布式资源优化方案获取方法。
[0122]
在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0123]
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目
的。
[0124]
另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0125]
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以通过一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称：read-only memory，英文缩写：rom)、随机存取存储器(英文全称：random access memory，英文缩写：ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0126]
以上所述，以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。