[发明专利]一种用户侧储能控制策略

摘要

本发明提供一种用户侧储能控制策略，储能设备在用电低谷电价低的时候充电，在用电高峰电价高的时候将存储的电能回馈给电网，从中赚取电费差价的利润；储能设备在用户发生停电事故的时候可作为UPS不间断电源给用户供电；储能设备在充电的时候可等同于容性设备，可作为用户负载无功补偿使用；用户储能优化控制器采集用户和储能设备的用电信息，并将数据传送到储能优化平台，储能优化平台主要两个作用，用户查看用户的用电信息和利用经济模型进行优化得到储能设备的最佳充放电策略。

主权项

1.一种用户侧储能控制策略，其特征在于：包括储能优化平台、储能设备和储能优化控制器，其中，储能设备和储能优化控制器设置在用户侧，储能优化控制器与储能优化平台数据通讯，储能设备与储能优化控制器、电网和用户用电设备连接；还包括以下步骤：S1：获取数据，通过储能优化控制器采集用户的用电数据提供给储能优化平台，储能优化平台利用采集到的用户的用电数据得到用户的用电量和一天的用电功率曲线图；并通过查询得到电网发布的电价表；S2：结合用户的用电量、用电功率曲线图以及电价表构建用户收益和成本的经济模型；(1)以一小时为时间段，将一天划分为24个时间段，充放电功率在不同的时间段的数值大小不同，但其分布在一个数字范围内，在数学计算上可以用正态分布表示：式中，f(x)为正态分布函数；μ为平均充放电功率的大小；x为t时段的功率；σ为充放电功率的标准差；可以得到用户用电量电费支出一年所产生的价值V₁为：式中，e_t为第t时段的电价(元/小时)；P_t⁺和P_t^‑分别为第t时段储能系统的平均放电和充电功率(MW)；n为储能系统一年之内的工作天数；f(P_t⁺)为t时段的功率为P_t⁺的概率，f(P_t^‑)为t时段功率为P_t^‑的概率，其中P_t⁺代表充电，P_t^‑代表放电，；η为储能设备的充放电效率；(2)用户在用电低谷电价低的时候从电网购电给储能设备充电，在用电高峰电价高的时候将存储的电能回馈给电网，从而减小了配电的建设，产生的年价值V₂为：P_C＝P_max‑P_av  (4)其中：P_C为拉平负荷曲线所需的临界功率(MW)；P_max为采集到的日功率曲线的中的功率最大值(MW)；P_av为一天下来的平均功率值(MW)；u_d为在用户侧装设对应配电设备的平均造价(元/MW)；Pn为安装储能设备的总功率(MW)；c_d为在用户侧装设对应配电设备的对应资产的折旧率；η为储能设备的充放电效率；(3)储能设备在电网停电的时候可作为UPS不间断电源使用，这部分产生的年价值V₃为：V₃＝C_inv+C_pre+C_int+λC_ieaE_ens[1‑P(E_rem＜E_wrk)]  (5)式中：C_inv为UPS不间断电源的年投资成本(元/年)；C_pre为UPS不间断电源的运行维护成本(元/年)；C_int装设UPS不间断电源的装设环境影响成本(元/年)；λ为用户在装设储能设备之前的年停电频率，次；C_iea为当用户生产过程处于断电状态的损失评价率；E_ens为因为电网停电导致的用户无法用电的期望值；E_rem为电网发生停电时候的储能设备电能剩余量(MW)；E_wrk为储能设备可作为UPS不间断电源的最低容量(MW)，P(E_rem＜E_wrk)为装设储能装置之后发生电网停电的时候的储能设备的容量小于E_wrk的概率；(4)储能设备在作为无功补偿设备使用时，省去无功功率为Q的无功补偿设备的安装费用带来的年收益V₄为：其中，K_SVG为SVG(静止无功发生器)的折旧率；C₀为SVG的单位投资成本(元/MW)；E_ful为当无功不满足要求时储能设备处于充满状态的概率；C_m为SVG的单位容量维修费用(元/MW)；C_f为SVG的单位容量运行费用(元/MW)；Q_i为用户一年内某一小时的无功补偿量(MW)；(5)储能设备的年安装成本C_cap可以表示为：C_cap＝K_cap(C_PP_N+C_WE_N)  (7)其中，K_cap为储能设备的折旧率；C_P为储能设备平均功率所需的安装成本(元/MW)；P_N为安装储能设备的总功率(MW)；C_W为储能设备的安装单位容量的成本(元/MWh)；E_N储能设备的总的安装容量(MW)；(6)储能设备的年运行维护成本C_OM为：C_OM＝C_peo+λ_fal(C_PP_N+C_WE_N)  (8)其中，C_peo为储能设备在投入运行过程的年人力参与成本(元/年)；λ_fal为储能设备在运行过程中出现故障的导致停用或者需要更换的概率；(7)储能设备的折旧成本C_re为：C_re＝C_peo1+C_epr‑C_sal  (9)其中，C_re为折旧成本(元)；C_peo1为年人工成本(元/年)；C_epr为环保成本设备从使用到退役过程中有折旧成本(元)；由上述(1)～(7)获得收益和成本的经济模型可以得到使用储能设备总得收益模型，该收益模型中总收益I_tot为：I_tot＝V₁+V₂+V₃+V₄‑C_cap‑C_OM‑C_re  (10)S3：根据得到的总收益I_tot模型，结合约束条件，采用协同粒子群算法针对不同的用户对安装储能设备后的经济性进行具体的分析，得到储能设备的充放电策略，使用户的收益最大化。