多储能变功率系统配置方法及系统与流程

    专利查询2025-10-20  4


    本发明涉及储能系统配置,具体地涉及一种多储能变功率系统配置方法及一种多储能变功率系统配置系统。


    背景技术:

    1、由于外界负荷变化以及自身充放电特性的限制,储能系统难以保持恒功率状态运行。这种现象主要源于以下几个技术问题:

    2、1)电力负荷的动态变化对储能系统提出了巨大的挑战。电力负荷通常受到诸多因素的影响,包括季节变化、天气条件、社会经济活动、用户行为模式等。这些因素导致负荷具有很强的随机性和波动性,使得储能系统难以预测和应对。例如,在用电高峰期,负荷急剧上升,而在低谷期则显著下降,要求储能系统必须具备快速响应的能力。然而,现有的储能技术在响应速度和调度精度方面仍存在不足,难以完全适应这种瞬时变化。

    3、2)储能系统本身的充放电特性也限制了其运行的稳定性。储能设备,如电池和超级电容器,具有特定的充放电速率和效率。这些设备在充放电过程中会产生能量损耗,并且随着使用时间的增加,其容量会逐渐衰减,影响其长期运行的可靠性和稳定性。尤其是锂离子电池,在高频率的充放电循环中,电池的化学特性会发生变化,导致其容量快速衰减。此外,不同类型的储能设备在充放电特性、能量密度、使用寿命等方面存在较大差异,增加了系统整体调控的复杂性。

    4、3)现有的恒功率调配方式通常基于静态优化模型,未能充分考虑电网和储能系统的动态变化。这些传统方法往往假设电网负荷和储能特性是固定的,在实际运行中难以适应瞬息万变的电力市场环境。例如,固定调度策略无法实时响应负荷的剧烈波动,可能导致储能设备的过度放电或过度充电,进而影响系统的稳定性和经济性。此外,传统方法缺乏对储能设备健康状态的实时监控和预测,无法及时调整调度策略以延长设备寿命。

    5、4)随着新能源接入比例的增加,电力系统的不确定性和波动性进一步加剧。风能和太阳能等可再生能源具有间歇性和随机性,导致电网频繁出现功率波动。这要求储能系统不仅要应对传统负荷变化,还需具备更高的灵活性和调控能力,以平衡电力供需。这种复杂的运行环境对现有恒功率调配方式提出了更高的要求,传统的单一优化目标难以满足多维度、多目标的调控需求。

    6、电力市场化进程的推进也对储能系统的调度策略提出了新的挑战。电力市场的价格波动和市场机制的变化,要求储能系统能够灵活调整运行模式,以获取经济效益最大化。然而,现有的恒功率调配方式往往缺乏对市场价格信号的敏感性,无法充分利用市场机会,导致经济效益受损。针对该问题,需要提出一种新的多储能系统配置方案。


    技术实现思路

    1、本发明实施方式的目的是提供一种多储能变功率系统配置方法及系统,以至少解决现有的恒功率调配方式存在的配置性能差的问题。

    2、为了实现上述目的,本发明第一方面提供一种多储能变功率系统配置方法,所述方法包括:采集电网状态信息,并基于所述电网状态信息构建功率负荷曲线;基于待配置的储能系统数量以及所述功率负荷曲线,确定划分曲线的基础参数;基于划分曲线的基础参数和迭代改变的变化参数生成对应的划分曲线,以基于各划分曲线将所述功率负荷曲线与时间坐标轴之间的区域划分为多个划分区域;在每一次迭代后,基于划分获得的各划分区域计算总功率熵,直到满足迭代条件,对比每一次迭代后的总功率熵;将总功率熵最低的划分方案作为最优方案,并基于最优方案中各划分区域的划分情况执行对应各储能系统配置。

    3、可选的,所述基于所述电网状态信息构建功率负荷曲线,包括:对所述电网状态信息依次执行数据清洗和数据校准处理,获得预处理后的电网状态信息;对所述预处理后的电网状态信息执行时间序列分析,确定各时刻的瞬时功率信息;基于时间和瞬时功率分别为两个坐标轴构建二维坐标系,并基于时间序列分析结果构建功率负荷曲线。

    4、可选的,所述划分曲线的基础参数包括:划分曲线的数量、划分曲线的起始时刻和划分曲线的截止时刻。

    5、可选的,所述划分曲线的数量的确定规则为:确定待配置的储能系统数量为n,确定划分曲线的数量为n-1;所述划分曲线的起始时刻与功率负荷曲线的起始时刻重合;所述划分曲线的截止时刻与功率负荷曲线的截止时刻重合。

    6、可选的,所述变化参数为各划分曲线的曲线参数;所述在每一次迭代后,基于划分获得的各划分区域计算总功率熵,包括:基于划分曲线的基础参数,以及各划分曲线最新迭代的变化参数,构建各划分曲线;其中,每一次迭代后,各划分曲线的变化参数不同;将功率负荷曲线作为高度最大的划分曲线,确定各相邻划分曲线之间的划分区域;将每一个划分区域对应一个待配置储能系统,进行各待配置储能系统的功率熵计算,并对各待配置储能系统的功率熵进行求和,获得总功率熵。

    7、可选的,各划分曲线的曲线参数满足以下约束:

    8、

    9、其中,pi为将功率负荷曲线作为高度最大的划分曲线,第i个划分曲线与第i+1个划分曲线之间的最大高度差;ei为将功率负荷曲线作为高度最大的划分曲线,第i个划分曲线与第i+1个划分曲线之间的划分区域的面积;为功率负荷曲线的最大功率;为功率负荷曲线的总能量。

    10、可选的,所述直到满足迭代条件,对比每一次迭代后的总功率熵,包括:当最新一次迭代后的总功率熵小于预设总功率熵阈值,或达到预设迭代次数,停止迭代,对比每一次迭代后的总功率熵;所述将总功率熵最低的划分方案作为最优方案,并基于最优方案中各划分区域的划分情况执行对应各储能系统配置,包括:若是因为最新一次迭代后的总功率熵小于预设总功率熵阈值停止迭代,则将最新一次迭代后的总功率熵对应的划分方案作为最优方案,基于最优方案中各划分区域的对应两个划分曲线之间的最大高度差和对应划分区域面积进行对应储能系统配置;若是因为达到预设迭代次数停止迭代,则将所有迭代后的总功率熵最低的划分方案作为最优方案,基于最优方案中各划分区域的对应两个划分曲线之间的最大高度差和对应划分区域面积进行对应储能系统配置。

    11、可选的,总功率熵的计算规则为:

    12、

    13、其中,s为总功率熵;为第i个待配置储能系统的最大充电功率;为第i个待配置储能系统的容量时长;t0为标准时间起点。

    14、本发明第二方面提供一种多储能变功率系统配置系统,所述系统包括:采集单元,用于采集电网状态信息,并基于所述电网状态信息构建功率负荷曲线;处理单元,用于基于待配置的储能系统数量以及所述功率负荷曲线,确定划分曲线的基础参数;划分单元,用于基于划分曲线的基础参数和迭代改变的变化参数生成对应的划分曲线,以基于各划分曲线将所述功率负荷曲线与时间坐标轴之间的区域划分为多个划分区域;优化单元,用于在每一次迭代后,基于划分获得的各划分区域计算总功率熵,直到满足迭代条件,对比每一次迭代后的总功率熵;配置单元,用于将总功率熵最低的划分方案作为最优方案,并基于最优方案中各划分区域的划分情况执行对应各储能系统配置。

    15、另一方面,本发明提供一种计算机可读储存介质,该计算机可读存储介质上储存有指令,其在计算机上运行时使得计算机执行上述的多储能变功率系统配置方法。

    16、通过上述技术方案,本发明方案划分功率曲线为若干部分,每部分的功率需求对应一套储能装置。通过将需求划分为多个储能装置对应供应的方式确定优化基础,然后通过功率熵的定义进行最优配置方案确定,选择总功率熵最小的配置方案表示储能的调节能力没有超配,是能够满足功率需求的最低配置。通过这种方式实现

    17、本发明实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式划分区域予以详细说明。


    技术特征:

    1.一种多储能变功率系统配置方法,其特征在于,所述方法包括:

    2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述电网状态信息构建功率负荷曲线,包括:

    3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述划分曲线的基础参数包括:

    4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述划分曲线的数量的确定规则为:

    5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述变化参数为各划分曲线的曲线参数;

    6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,各划分曲线的曲线参数满足以下约束:

    7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述直到满足迭代条件,对比每一次迭代后的总功率熵,包括:

    8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,总功率熵的计算规则为:

    9.一种多储能变功率系统配置系统,其特征在于,所述系统包括:

    10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,该计算机可读存储介质上储存有指令,其在计算机上运行时使得计算机执行权利要求1-8中任一项权利要求所述的多储能变功率系统配置方法。


    技术总结
    本发明实施例提供一种多储能变功率系统配置方法的系统,属于储能系统配置技术领域。所述方法包括:基于电网状态信息构建功率负荷曲线;基于待配置的储能系统数量以及所述功率负荷曲线,确定划分曲线的基础参数;基于划分曲线的基础参数和迭代改变的变化参数生成对应的划分曲线,以基于各划分曲线将所述功率负荷曲线与时间坐标轴之间的区域划分为多个划分区域;在每一次迭代后,基于划分获得的各划分区域计算总功率熵,直到满足迭代条件,对比每一次迭代后的总功率熵;将总功率熵最低的划分方案作为最优方案,并基于最优方案中各划分区域的划分情况执行对应各储能系统配置。本发明方案解决了现有的恒功率调配方式存在的配置性能差的问题。

    技术研发人员:张怡,孙振新,张秩鸣,张超群,马俯波,蒋丛进
    受保护的技术使用者:国家能源集团新能源技术研究院有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
    转载请注明原文地址:https://tc.8miu.com/read-31477.html

    最新回复(0)