基于峰谷充放电功率分配的储能容量配置方法及系统与流程

本发明涉及电力系统储能容量配置，特别是涉及一种基于峰谷充放电功率分配的储能容量配置方法及系统。

背景技术：

1、在全球化能源转型的大背景下，可再生能源的广泛利用以及电力需求的持续增长，使得能源系统面临着前所未有的挑战和机遇。随着技术的进步和智能电网的逐步推广，储能技术作为解决能源供需不平衡、提高能源利用效率的关键技术之一，受到了广泛的关注和研究。储能技术，特别是电化学储能技术，如锂离子电池、钠硫电池等，因其高能量密度、高功率密度、响应速度快等优点，在电力系统中得到了广泛应用。这些储能设备能够根据电网的峰谷时段进行灵活的充放电操作，有效地平衡电力供需，减少电网的波动，提高电力系统的稳定性和可靠性。

2、然而，尽管储能技术在智能电网中发挥着越来越重要的作用，但如何科学、合理地配置储能设备的容量，以满足不同时段的电力需求，同时确保储能系统的经济效益，仍然是一个亟待解决的技术难题。传统的储能容量配置方法往往基于历史数据和经验进行估算，这种方法虽然简单易行，但无法准确反映电网峰谷时段的动态变化，以及电力需求的实时波动。因此，按照传统方法配置的储能容量往往存在不足或过剩的问题，既可能增加用户侧的需量电费，给用户造成经济负担，也可能导致能源浪费，无法满足电力需求的快速增长。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于峰谷充放电功率分配的储能容量配置方法及系统，以解决现有技术中传统容量配置方法的无法准确反映电网峰谷时段波动、导致用户侧需量电费增加、能源浪费等问题。

2、为达到上述目的，本发明的一技术方案提供一种基于峰谷充放电功率分配的储能容量配置方法，用于根据储能系统在电价高峰时的放电功率和电价平段、低谷时的充电功率的分配情况对储能设备的容量进行配置，所述储能容量配置方法包括以下步骤：

3、获取预设期间内用户侧在各自然月的负荷数据集，其中，所述负荷数据集包括对应自然月内每一自然日的分时负荷数据，各自然日按时段划分为至少一充电时段和至少一放电时段；

4、对各自然月的分时负荷数据分别进行统计，得到每一自然月的测算需量负荷；

5、根据所述测算需量负荷以及对应自然月内的分时负荷数据对充电时段的可充电量和放电时段可放电量进行测算，并统计得到各自然月对应的初步容量测算值；

6、将所述预设期间内各自然月对应的初步容量测算值进行统计分析得到最终容量测算值；

7、根据所述最终容量测算值确定储能设备的设计容量。

8、进一步的，在获取预设期间内用户侧在各自然月的负荷数据集的步骤中，所述充电时段被限定为具有第一充电时长的第一充电时段和具有第二充电时长的第二充电时段，所述放电时段被限定为具有第一放电时长的第一放电时段和具有第二放电时长的第二放电时段，所述第一充电时段和第二充电时段与第一放电时段和第二放电时段间隔设置；各自然日的分时负荷数据包括与第一充电时段对应的若干第一充电数据、与第二充电时段对应的若干第二充电数据、与第一放电时段对应的若干第一放电数据以及与第二放电时段对应的若干第二放电数据，所述第一充电数据、第二充电数据、第一放电数据和第二放电数据为在对应时段内按等时间间隔采集得到的储能系统在各时刻的实时负荷值。

9、进一步的，在对各自然月的分时负荷数据分别进行统计，得到每一自然月的测算需量负荷的步骤中，得到测算需量负荷的具体方法为：

10、分别对每一自然月的各第一充电数据、第二充电数据、第一放电数据和第二放电数据进行迭代比较，确定各自然月中第一充电数据、第二充电数据、第一放电数据和第二放电数据的最大值；

11、将该最大值确定为对应自然月的最大需量负荷；

12、对所述最大需量负荷进行补偿，得到各自然月的测算需量负荷。

13、进一步的，在根据所述测算需量负荷以及对应自然月内的分时负荷数据对充电时段的可充电量和放电时段的可放电量进行测算，并统计得到各自然月对应的初步容量测算值的步骤中，包括以下子步骤：

14、根据各自然月内每一自然日在第一充电时段和第二充电时段中各时刻的实时负荷值与该自然月的测算需量负荷计算各时刻的实时充电功率值；

15、根据各自然月内每一自然日在第一放电时段和第二放电时段中各时刻的实时负荷值确定各时刻的实时放电功率值；

16、根据实时充电功率值对每一自然日的第一充电时段和第二充电时段中各时刻的可充电量进行测算以及根据实时放电功率值对每一自然日的第一放电时段和第二放电时段中各时刻的可放电量分别进行测算，并计算得到每一时段对应的最大可充、可放电量；

17、对每一时段的最大可充、可放电量分别进行统计，并根据当前自然月内非计划运行的自然日数量提取出该自然月内对应时段中第n小的最大可充、可放电量，并根据各时段中第n小的最大可充、可放电量得到各自然月的初步容量测算值。

18、进一步的，在根据实时充电功率值对每一自然日的第一充电时段和第二充电时段中各时刻的可充电量进行测算以及根据实时放电功率值对每一自然日的第一放电时段和第二放电时段中各时刻的可放电量分别进行测算，并计算得到每一时段对应的最大可充、可放电量的步骤中，所述第一充电时段和第二充电时段的最大可充电量的测算方法为：

19、根据第一充电时段和第二充电时段中各时刻的实时充电功率值和该时刻与相邻时刻的间隔期间计算在该时刻对应的充电量；

20、对每一自然日的第一充电时段和第二充电时段内各时刻的充电量分别进行求和得到每一自然日的第一充电时段和第二充电时段的最大可充电量；

21、所述第一放电时段和第二放电时段的最大可放电量的测算方法为：

22、根据各自然月内每一自然日的第一放电时段和第二放电时段中各时刻的实时放电功率值和该时刻与上一时刻的间隔期间计算在该时刻的放电量；

23、对每一自然日的第一放电时段和第二放电时段内各时刻的放电量分别进行求和得到每一自然日的第一放电时段和第二放电时段的最大可放电量。

24、进一步的，在对每一时段的最大可充、可放电量分别进行统计，并根据当前自然月内非计划运行的自然日数量提取出该自然月内对应时段中第n小的最大可充、可放电量，并根据各时段中第n小的最大可充、可放电量得到各自然月的初步容量测算值的步骤中，得到初步容量测算值的具体方法为：

25、对每一自然月内各自然日的第一充电时段和第二充电时段的充电量以及第一放电时段和第二放电时段的放电量分别进行统计；

26、分别提取出各充电时段中第n小的充电量和放电时段中第n小的放电量，其中，n＝非计划运行的自然日数量+1；

27、根据所述自然月内非计划运行的自然日数量确定出各第n小的充电量和放电量中的最小值，得到对应自然月的初步容量测算值。

28、进一步的，在将所述预设期间内各自然月对应的初步容量测算值进行统计分析得到最终容量测算值的步骤中，具体方法包括：

29、对预设期间内各自然月的初步容量测算值进行统计并比较，提取出各自然月中初步容量测算值的最小值并将该自然月中初步容量测算值的最小值确定为最终容量测算值。

30、进一步的，在根据所述最终容量测算值确定储能设备的设计容量的步骤中，具体方法包括：

31、获取储能设备的放电深度，根据所述储能设备的放电深度和所述最终容量测段值计算得到储能设备的设计容量。

32、进一步的，在根据所述最终容量测算值确定储能设备的设计容量的步骤之后，还包括以下步骤：

33、根据所述储能设备的设计容量、放电深度以及充电时段和放电时段的时长对储能设备在各时段的运行功率进行配置。

34、为达到上述目的，本发明的另一技术方案提供一种基于峰谷充放电功率分配的储能容量配置系统，用于根据储能系统在电价高峰时的放电功率和电价平段、低谷时的充电功率的分配情况对储能设备的容量进行配置，所述储能容量配置系统包括：

35、数据获取模块，用于获取预设期间内用户侧在各自然月的负荷数据集，其中，所述负荷数据集包括对应自然月内每一自然日的分时负荷数据，各自然日按时段划分为至少一充电时段和至少一放电时段；

36、需量负荷统计模块，用于对各自然月的分时负荷数据分别进行统计，得到每一自然月的测算需量负荷；

37、第一容量测算模块，用于根据所述测算需量负荷以及对应自然月内的分时负荷数据对各充电时段和放电时段的可充电量进行测算，并统计得到各自然月对应的初步容量测算值；

38、第二容量测算模块，用于将所述预设期间内各自然月对应的初步容量测算值进行统计分析得到最终容量测算值；以及

39、容量配置模块，用于根据所述最终容量测算值确定储能设备的设计容量。

40、本发明过对预设期间内用户侧的所有数据进行采集并按时段进行分析处理，能够得到每个自然月内的初步容量测算值，以确定在该自然月内达到满充满放时储能设备的最低容量；再对各自然月的初步容量测算时进行比较，确定出最终的容量测算值，并以此为依据进行储能设备的容量配置，在不增加用户侧需量电费的同时，确保储能系统在任何运行阶段均能达到满充满放的程度，有利于实现经济效益最大化。另外，本发明的实现过程采用求和的方式代替积分过程，并通过各步骤中对数据的向上、向下取整以及补偿，减小求和过程中数据估计的误差，极大程度上降低了数据的处理难度和时间，配置效率高且对处理器要求小。