一种基于多时间尺度的区域移动式储能优化方法与流程

本发明涉及移动式储能，尤其是一种基于多时间尺度的区域移动式储能优化方法。

背景技术：

1、随着我国可再生能源发展迅速、装机规模不断提高，储能技术逐渐被引入到电力系统中，储能系统凭借其良好的充放电特点，可以有效的实现需求侧管理。季节性间歇性负荷由于季节变化，用电需求呈现较大的差异。若采取变压器扩容措施，则将在非高峰季节造成变压器资源的过度浪费。投资储能系统实现高峰季节的动态增容，能够有效避免资源过度浪费现象。

2、移动式储能系统具有在区域内灵活快速移动的特点，能够满足不同用户在不同季节的动态增容需求。但不同用户的需求量有所差异，需求时间也并非完全互补，造成储能系统的时间和容量利用率较低，使得投资回报周期较长。因此，有必要对区域移动式储能系统进行优化配置，并挖掘其他途径以提高储能系统的利用率。

技术实现思路

1、本发明解决了移动式储能系统的时间和容量利用率较低的问题，提出一种基于多时间尺度的区域移动式储能优化方法，提高储能装置的利用率，保证储能系统的投资回报率。

2、为实现上述目的，提出以下技术方案：

3、一种基于多时间尺度的区域移动式储能优化方法，包括以下步骤：

4、s1，建立满足区域内所有目标用户的月度变压器动态增容需求的移动式储能系统优化配置模型；

5、s2，基于所述移动式储能优化配置模型，设立储能系统的约束条件；

6、s3，基于负荷特性指标，建立价值评估数学模型；

7、s4，对移动式储能系统参与日调度的场景进行优先级排序，利用价值评估数学模型的评估结果确定的日峰谷套利的调度方案；

8、s5，采用求解器对移动式储能优化配置模型和价值评估数学模型进行分步求解，得出移动式储能调度方案。

9、本发明满足区域用户在不同月度的变压器动态增容需求为目标，建立移动式储能系统优化配置模型，再将空闲期内的剩余移动式储能用于日间短时操作实现日套利。从月和日两个时间尺度出发，既能满足用户动态增容需求，又能充分利用移动式储能的空闲时间再次套利，从而提高了储能装置的利用率，保证储能系统的投资回报率。

10、作为优选，所述s1中移动式储能系统优化配置模型为：

11、

12、其中，f为一年内移动式储能系统的利润；m为月份；ulong为具有月度动态增容需求的用户集合；im,u为m月用户u使用储能节省的电费；δlmax m,u为m月用户u使用储能前后最大需量的差值；h为每月需量电费电价；t为一天24个小时段，δt为以1h为界的时段间隔；pm,u,c(t)和pm,u,d(t)分别为m月用户u在t时刻储能系统的充放电功率；v(t)为t时刻对应的电度电价；c为移动式储能系统的年投资成本；cf为移动式储能系统全寿命周期内的一次性投资成本；cv为移动式储能系统的年运行维护成本；y为移动式储能系统全寿命周期；n为移动式储能系统的数量；ce和cp分别为储能系统的单位容量成本和单位功率成本，ebat和pbat分别为储能系统的额定容量和额定功率；sm,u为0-1变量，sm,u＝1表示m月为用户u的高峰需求月，否则为0。

13、作为优选，所述s2中储能系统的约束条件包括充放电约束、荷电状态约束；

14、所述充放电约束为：

15、

16、其中，γ为充放电倍率。

17、所述荷电状态约束为：

18、

19、其中，ηc和ηd分别为储能系统充放电效率；em,u,t为m月用户u在t时刻所拥有的储能系统的剩余容量；emax m,u和emin m,u分别为m月用户u所拥有的储能系统的最大最小容量。

20、作为优选，所述s3中价值评估数学模型为：

21、

22、其中，k为用户使用储能的价值评估函数；ttop为用户日负荷曲线峰值和次峰值出现时间系数；a为峰谷差率，lmax和lmin分别为用户负荷的最大最小值；b为高峰时段覆盖率，ntop为电网高峰时段的个数，td(i)为电网第i个高峰时段的区间长度；ty(i)为用户负荷高峰时段落在电网第i个高峰时段的区间长度，且以1小时为单位长度；c为高峰电量覆盖率，在分时电价机制下，在电网高峰时段内用户所用电量与一天24小时所用总电量之比，l(t)为用户在t时刻的负荷功率。

23、作为优选，所述s4具体包括以下步骤：

24、s401，日调度场景优先级划分：

25、选出空闲的非高峰月份和高峰月但储能并未完全利用的时段；

26、区域内的日调度场景根据短时操作的重要程度划分优先级；其中，应急供电作为最高优先级；提供保电服务作为次高优先级；日峰谷套利作为最低优先级；

27、s402，日峰谷套利调度运行方案确定：

28、利用价值评估数学模型的评估结果，对区域内用户的储能使用价值进行快速地排序，基于贪婪算法，以当天局部最优为目标，来安排次日的调度策略，价值最高的用户首先被选中，依次递推，直至移动式储能系统全部被利用，用于日套利的移动式储能系统每天最多移动一次。

29、作为优选，所述s5具体包括以下步骤：

30、从长期的月度时间考虑，以满足用户动态增容需求为目标，以移动式储能系统的数量、额定容量为优化变量，利用求解器得到移动式储能系统的最优配置；在空闲的非动态增容高峰月和高峰月但储能并未完全利用的间隙，则以天为单位，根据峰谷套利价值评估结果，得到剩余的移动式储能参与峰谷套利的调度方案。

31、本发明的有益效果是：满足区域用户在不同月度的变压器动态增容需求为目标，建立移动式储能系统优化配置模型，再将空闲期内的剩余移动式储能用于日间短时操作实现日套利。从月和日两个时间尺度出发，既能满足用户动态增容需求，又能充分利用移动式储能的空闲时间再次套利，从而提高了储能装置的利用率，保证储能系统的投资回报率。

技术特征：

1.一种基于多时间尺度的区域移动式储能优化方法，其特征是，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于多时间尺度的区域移动式储能优化方法，其特征是，所述s1中移动式储能系统优化配置模型为：

3.根据权利要求1所述的一种基于多时间尺度的区域移动式储能优化方法，其特征是，所述s2中储能系统的约束条件包括充放电约束、荷电状态约束；

4.根据权利要求1所述的一种基于多时间尺度的区域移动式储能优化方法，其特征是，所述s3中价值评估数学模型为：

5.根据权利要求1所述的一种基于多时间尺度的区域移动式储能优化方法，其特征是，所述s4具体包括以下步骤：

6.根据权利要求1所述的一种基于多时间尺度的区域移动式储能优化方法，其特征是，所述s5具体包括以下步骤：

技术总结
本发明提出一种基于多时间尺度的区域移动式储能优化方法，包括以下步骤：S1，建立满足区域内所有目标用户的月度变压器动态增容需求的移动式储能系统优化配置模型；S2，基于所述移动式储能优化配置模型，设立储能系统的约束条件；S3，基于负荷特性指标，建立价值评估数学模型；S4，对移动式储能系统参与日调度的场景进行优先级排序，利用价值评估数学模型的评估结果确定的日峰谷套利的调度方案；S5，采用求解器对移动式储能优化配置模型和价值评估数学模型进行分步求解，得出移动式储能调度方案。本发明提高储能装置的利用率，保证储能系统的投资回报率。

技术研发人员：郁家麟,孙可,陈鼎,陈望达,李春,沈浚,朱新,王科丁,吴琴芳,吴方舟,程慧,高倩,袁傲
受保护的技术使用者：国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11