[发明专利]基于电价体系的储能配置方法

说明书

本发明涉及一种基于电价体系的储能配置方法，利用储能充放电功率平抑不平衡功率，对充放电功率信号P_HESS进行总体平均经验模态分解，分解为高频和低频分量，分由超级电容和蓄电池进行平抑，可以有效避免传统经验模态分解存在的模态混叠效应，提高瞬时频率的准确性。以需量收益和混储全寿命周期成本为目标，利用帝国主义竞争算法实现储能容量的优化配置。本发明基于大工业电价独特的混合储能容量配置模型，充分考虑由基本电价、电度电价和功率因数调整电价，充分考虑最大需量和变压器容量择优的计费规则，考虑用电负荷的峰均比，使得优化结果更为合理。相较于传统算法，具有收敛速度更快、全局性更好地特点，从而大大降低了大工业用户的用电成本。

技术领域

本发明涉及一种用户侧储能配置技术，特别涉及一种基于电价体系的储能配置方法。

背景技术

大工业用电实行两部制电价，电价由基本电价、电度电价两部分构成。基本电价是按照工业企业的变压器容量或最大需用量(即一月中每15分钟或30分钟平均负荷的最大值)作为计算电价的依据，由供电部门与用电部门签订合同，确定限额，每月固定收取，不以实际耗电数量为转移。电度电价是指按用户实用电量(千瓦)计算的电价；功率因数调整电费是指根据用户月加权平均功率因数调整减收或增收的电费。

混合储能系统由于能够实现电能的时空转移，从而被认为是平抑风电功率波动、提高电网接纳风电能力的有效手段，混合储能系统包括能量型储能系统和功率型储能系统。能量型储能系统响应速度慢、循环寿命低，难以调控风力发电功率高频波动分量；功率型储能系统能量密度低，难以调控长时间尺度风力发电功率波动。混合储能系统，集成了循环次数高、功率密度高和容量大等优点，在一定程度上解决了单独使用功率型或能量型储能系统受能量密度和运行寿命等因素制约的问题。然而，对于功率型和能量型构成的混合储能系统的能量分配原则成为了使用混合储能系统平抑风电波动的限制因素。储能系统造价较为昂贵，并且寿命有限，如何分配混合储能系统出力以平抑风电有功功率波动并基于协调控制配置经济合理有效的混合储能系统容量方案，成为一类亟需解决的问题。

在实现本发明的过程中，发明人发现没有一套针对大工业企业用电的混合储能容量配置优化策略。现有技术中存在分频精度不够，优化过程精度低、计算速度慢和适应度小等缺点。

发明内容

本发明是针对对于功率型和能量型构成的混合储能系统的能量分配的问题，提出了一种基于电价体系的储能配置方法，可以实现通过协调控制对超级电容的保护并且优化的精度高、计算速度快。

本发明的技术方案为：一种基于电价体系的储能配置方法，具体包括如下步骤：

1)考虑大工业企业用电波动，建立含混合储能的电网功率平衡模型：

采集联络变压器下游母线的分布式电源发电功率P_dg、大工业用电负荷功率P_load以及与大电网的交换功率P_ex，建立含混合储能的电网功率平衡模型：

P_HESS(t)＝P_load(t)-P_dg(t)-P_ex(t)

当P_HESS(t)>0为混合储能系统放电；P_HESS(t)<0为混合储能系统充电；

2)对功率进行经验模态分解：利用储能充放电功率平抑不平衡功率，对充放电功率信号P_HESS进行总体平均经验模态分解，分解为高频功率信号P_H和低频功率信号P_L：

3)基于对混合储能实际输出功率的分配结果，建立以需量收益和混储全寿命周期成本为目标的经济优化模型，分别确立蓄电池和超级电容的约束条件:

混合储能容量优化配置的目标函数是：