[发明专利]考虑分时电价的长时间尺度储能容量配置与控制优化方法

说明书

本发明公开了一种考虑分时电价的长时间尺度储能容量配置与控制优化方法，包括：获取目标区域的历史负荷数据和分布式发电数据；根据所述历史负荷数据和所述分布式发电数据，分别构建目标区域内层优化模型的目标函数和目标区域外层优化模型的目标函数；构建约束条件，并对所述内层优化模型和所述外层优化模型进行迭代运算，直到迭达运算的结果符合预设的判定条件时，输出结果并得到储能配置方案和控制策略。本发明不仅可以实现储能装置的容量和控制联合优化，实现装置运行控制的效益最大化，还进一步考虑基于分时电价的需求响应对储能控制、配置的影响，提高对储能优化配置的优化能力和经济性。

技术领域

本发明涉及电网储能技术领域，特别是涉及一种考虑分时电价的长时间尺度储能容量配置与控制优化方法及装置。

背景技术

随着我国和全球清洁能源发电的不断发展，可再生能源发电占比不断提高，接入电网的分布式发电设备越来越多，这些都给电网的安全稳定运行带来了挑战。储能设备可以存储和释放电能，是解决电网短时间供需不平稳问题的有效方法，大容量的储能装置虽然可以保障装置的安全稳定性、调整负荷曲线，但是自身高昂的造价使装置运行失去了经济性，储能装置容量太小，又不足以保护装置的安全。同时，储能的控制策略很大程度上决定了储能的在装置中的作用，一方面，储能的控制需要统筹装置之前和未来一段时间内的供需状态，另一方面，储能的控制收到储能自身容量的限制。

目前，关于储能容量配置的研究是将容量配置与能量管理策略同时进行优化，得出的优化结果不仅包括储能的容量配置，还包括每个时段储能的充放电策略。虽然联合优化实现了储能配置和运行全局优化，但是受限于现有数学模型和算法工具，通常只采用较短的时间(数天或一周为时间周期)进行优化配置，这显然达不到工程应用要求，工程应用需要对数月乃至年为时间周期的长时间尺度下的储能优化。但是长时间尺度下的优化存在大量优化变量，同时引入非线性目标以及非线性约束，使求解变得极其困难，因此长时间尺度下的联合优化有待改善。

发明内容

本发明的目的是：提供一种考虑分时电价的长时间尺度储能容量配置与控制优化方法及装置，所述方法不仅可以实现储能装置的容量和控制联合优化，实现装置运行控制的效益最大化，还进一步考虑基于分时电价的需求响应对储能控制、配置的影响，提高对储能优化配置的优化能力和经济性。

为了实现上述目的，本发明提供了一种考虑分时电价的长时间尺度储能容量配置与控制优化方法，包括：

获取目标区域的历史负荷数据和分布式发电数据；

根据所述历史负荷数据和所述分布式发电数据，分别构建目标区域内层优化模型的目标函数和目标区域外层优化模型的目标函数；

构建约束条件，并对所述内层优化模型和所述外层优化模型进行迭代运算，直到迭达运算的结果符合预设的判定条件时，输出结果并得到储能配置方案和控制策略。

进一步地，所述内层优化模型的目标函数，具体采用如下公式：

其中中，NPV为该地区电力日运行成本；为分摊到日的分布式投资成本；为分摊到日的储能投资成本；分别为该日的燃料成本、启动成本、购电成本、分布式发电和储能的维护及人工成本。

进一步地，所述外层优化模型的目标函数，具体采用如下公式：

其中，ROI为投资回报率；分别为分布式发电和储能的投资回收系数，即在考虑复利的情况下，在预计投资期内的投资成本；B_LA为运行收益，等于用户支付的用电费用减去向电网的购电成本；分别为每日的燃料成本、启动成本、购电成本、分布式发电和储能的维护及人工成本。

进一步地，所述约束条件包括：功率平衡约束、储能装置约束、分布式发电约束、燃料发电约束和需求响应约束。

进一步地，所述功能平衡约束采用如下公式：