[发明专利]储能系统的充放电控制装置及方法

说明书

一种充放电控制装置及方法。充放电控制装置决定一电力回路的一负载预测曲线的多个调整时间区间，其中各调整时间区间各对应至一调整目标。充放电控制装置根据调整目标及一储能系统的一充放电条件，决定多个候选阈值组合，其中各候选阈值组合对应至少一候选用电调整方案。充放电控制装置从候选用电调整方案中决定一目标用电调整方案，使得储能系统根据目标用电调整方案在各调整时间区间对电力回路进行用电调整。

技术领域

本发明关于一种充放电控制装置及方法。具体而言，本发明关于一种基于多目标的储能系统(Energy Storage System；ESS)的充放电控制装置及方法。

背景技术

电力公司对用户所收取的电费一般包含二种类别，分别为电能费用 (energycharge)及需量费用(demand charge)。电能费用为用户于一段期间(例如：一个月账单期间)内所使用的总电量所衍生的费用，其计价单位为「千瓦·小时(kWh)」，又称为「度」。关于电能费用，电力公司通常会实施时间电价制度(亦即，针对不同时间区间设定不同电价费率)，藉此引导用户降低尖峰用电区间的用电量。另外，需量费用则是电力公司根据用户于一段期间(例如：一个月账单期间)内的最大需量(maximum demand)所收取的费用，其计价单位为「千瓦(kW)」。关于需量的计算方式，每家电力公司各有些微不同，一般是计算一段时间区间(例如：15 分钟，或更长，或更短)内的平均用电功率。电力公司依事先与用户签订的契约容量(contracted capacity)收取固定的需量费用，如果用户实际用电的最大需量超过该契约容量时，会再额外收取超约金额。藉由签订契约容量及收取需量费用，电力公司可较容易掌控整体电力系统的尖峰负载量。

尽管电力公司可通过向用户收取电能费用及需量费用来掌控电力系统整体的供电情况及负载量，但电力公司在某些时候仍会处于供电接近饱和的状态。为解决前述困境，许多电力公司采取需量反应(demand response) 机制。概要而言，若电力公司预测某一日的某一时间区间为用电高峰时间区间，则以该日作为调度日，且以该日的该时间区间作为调度时间区间。调度时间区间的长度由电力公司决定，且调度时间区间的长度不小于一最小降载时间区间(例如：2小时)。电力公司会要求参与的用户于调度日的调度时间区间降低其最大用电功率。电力公司会根据用户过去数日在同一时间区间的最大用电功率计算一比对基准值(customer baseline load)。若用户于调度日的调度时间区的最大用电功率低于该比对基准值，则该比对基准值减去用户于调度日的调度时间区间的最大用电功率为用户于调度日的调度时间区间的需量反应降载量(亦即，所降低的最大用电功率)。之后，电力公司以需量反应降载量计算用户所能得到的回馈金。

为了降低电能费用及需量费用，许多用户采用储能设备(例如：蓄电池)来试图削减其对于电力公司供电系统的尖峰用电量、维持用电功率的平稳进而削减最大需量。概要而言，用户可于电价费率较低的离峰电价期间(或用电量较低的离峰用电期间)让储能设备充电，再于电价费率较高的尖峰电价期间(或用电量较高的尖峰用电期间)让储能设备放电。藉由控制储能设备的充放电，可达到尖离峰负载移转(load shifting)及削减用户尖峰负载(peak load shaving)的效果，进而降低电能费用及需量费用。另外，有些用户会利用储能设备来赚取需量反应所提供的回馈金。具体而言，用户在平常日以储能设备在可能的调度时间区间充电以垫高用电量(提高比对基准值)，并在调度日的调度时间区间放电以降低用电需量，因此在调度日便能赚取较多的回馈金。

目前已有一些技术会针对用户的负载计算出负载预测曲线，根据此负载预测曲线决定一用电调整方案，再使储能设备根据该用电调整方案进行充放电，藉此调整用户的负载的用电。然而，习知技术在决定用电调整方案时，大都仅会考虑单一目标(例如：在尖峰用电期间降低负载、在离峰用电期间提升负载)，而无法找到最佳的用电调整方案来控制储能设备的充放电。