一种用于平抑城市负荷增长的储能容量配置方法
【专利摘要】本发明提供一种用于平抑城市负荷增长的储能容量配置方法，所述储能容量为安装于电网中的储能系统存储的电能量；所述方法包括：获取储能系统安装点处的典型日负荷数据；计算储能系统的输出功率；计算储能电池配置容量及储能额定功率；构建储能容量配置优化目标函数；迭代运算直至得到最优解。本发明的方法，实现了城市配电网中移峰填谷、减小负荷峰谷差的作用；该方法根据储能接入点的典型日负荷曲线，合理选择储能容量，适应性较好；综合考虑电能损耗及储能投资成本，在调整配电网电压分布、改善配电网电压偏差、减小配电网损耗的同时尽可能地减小了投入成本，避免了储能装置容量的浪费；本发明可用迭代法进行计算，简单易行，收敛速度快。
【专利说明】一种用于平抑城市负荷增长的储能容量配置方法
【技术领域】
[0001]本发明属于城市配电网领域，具体讲涉及一种用于平抑城市负荷增长的储能容量配置方法。
【背景技术】
[0002]随着发达经济体经济的增长以及新兴经济体经济的快速崛起，城市电力负荷迅速增长，负荷构成日益复杂，尤其是随着空调、电冰箱、彩电等家用电器广泛使用，居民用电负荷在系统负荷中所占的比重越来越大，使得居民用电负荷变化对系统峰值负荷变化的影响也越来越大。快速增长的负荷，加大了用电峰谷差，使电力最大需求增加，用电负荷率减小。目前我国电源结构仍以火电为主，电网中绝大部分的调峰任务依靠常规电厂承担，其中绝大部分要由燃煤电厂负担。为保持低谷负荷时候的电力平衡，大型火电机组通常要减至最低出力，部分机组需日开夜停，发电成本增加，降低了电网运行的安全性和经济性。
[0003]在众多导致负荷快速增长的原因中，尖峰负荷对电网的冲击尤为突出，电力系统在快速演变以适应这种变化。但近年电网发展受规划站址的约束日趋明显，难以倚重新增站址、加大变电容量来满足未来负荷需求，亟待探讨在现有站址或已有规划站址上提高供电能力的方法。在这个过程中，储能系统的需求显得越来越迫切。在配用电系统中引入储能环节后可以有效地实现需求侧管理，消除昼夜间峰谷差，平滑负荷，不仅可以更有效地利用电力设备，降低供电成本，补偿负荷波动，还可以促进可再生能源的应用，也可以作为提高系统运行稳定性、调整频率的一种手段。
[0004]负荷快速增长对城市配电网带来的最直接的影响就是在负荷峰值时变压器或线路过载，电网损耗增加，末端电压值过低，配置一定容量的储能有助于改善配电网的运行。为了使储能接入能在调整配电网电压分布、改善配电网电压偏差、减小配电网损耗方面达到最优的效果，合理的储能接入位置及容量配置是至关重要的。
[0005]目前，国内外对储能系统的研究多集中在对储能输出功率的控制上，储能容量的优化配置方法大多基于经验分析，适应性不强，并且研究工作多以间歇式新能源发电领域及微电网领域为应用背景，在配电网中的应用研究还相对比较缺乏。
【发明内容】
[0006]为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种用于平抑城市负荷增长的储能容量配置方法，根据储能接入点的典型日负荷曲线，合理选择储能容量。
[0007]为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案:
[0008]一种用于平抑城市负荷增长的储能容量配置方法，所述储能容量为安装于电网中的储能系统存储的电能量；其特征在于，所述方法包括以下步骤:
[0009]A.获取储能系统安装点处的典型日负荷数据；
[0010]B.计算储能系统的输出功率；
[0011]C.计算储能电池配置容量及储能额定功率；[0012]D.构建储能容量配置优化目标函数；
[0013]E.迭代运算直至得到最优解。
[0014]优选地，所述步骤A中，设定所述储能安装点所在电网的负荷在该电网规划年限内以固定增长率逐年增长。
[0015]优选地，所述步骤B中，所述输出功率用下式表达:
【权利要求】
1.一种用于平抑城市负荷增长的储能容量配置方法，所述储能容量为安装于电网中的储能系统存储的电能量；其特征在于，所述方法包括以下步骤: A.获取储能系统安装点处的典型日负荷数据； B.计算储能系统的输出功率； C.计算储能电池配置容量及储能额定功率； D.构建储能容量配置优化目标函数； E.迭代运算直至得到最优解。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A中，设定所述储能安装点所在电网的负荷在该电网规划年限内以固定增长率逐年增长。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B中，所述输出功率用下式表达:
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于:所述放电启动功率Pmax为正值，所述充电启动功率Pmin为负值，二者的迭代初值依据表达式(2)求得。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤D中，所述储能容量配置优化目标函数S如下式表达:
S = min ( a Closs+ β EesQ) ,(3) 式中，Q为储能系统单位容量价格，CkjssS电网在储能运行年限内的电能损失费用，α为电能损失费用的权重系数，β为储能系统成本的权重系数。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤E中，所述迭代运算包括:重复步骤B~D，所述最优解为:步骤D中的目标函数S值最小。
7.如权利要求3所述的方法，其特征在于:所述储能电池的放电启动功率Pmax及充电启动功率Pmin与负荷之间存在如下关系:
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于:所述电能损失费用Ckjss如下式:
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于:采用典型日的电能损失替代全寿命周期内的功率损耗，得Clitjss等效表达式如下:
10.如权利要求5所述的方法，其特征在于:所述的权重系数α、β根据两个变量的变化率进行设置，设 置原则为保证两者的变化量在同一量级区间。
【文档编号】H02J3/32GK103956760SQ201410049502
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年2月12日 优先权日:2014年2月12日
【发明者】陶琼, 叶季蕾, 汪春, 桑丙玉, 许晓慧, 崔红芬, 薛金花, 张祥文, 张宇, 朴红艳 申请人:国家电网公司, 中国电力科学研究院, 国网上海市电力公司, 国网福建省电力有限公司