[发明专利]一种面向分布式储能需求的储能集聚系统及其优化方法

说明书

本发明公开了一种面向分布式储能需求的储能集聚系统及其优化方法，其物理层包括集中式储能电站、分布式储能单元、优化调度服务器、智能能量管理模块及智能故障管理模块。优化调度服务器为各储能单元制定短期储能计划；集中式储能电站与分布式储能单元是本系统的储能实体；智能能量管理模块与用户及各分布式储能单元相连，用于信息收集、信息传输及能量变换；智能故障管理模块分布在配电网重要节点，用于紧急状况下的故障切除；基于上述系统，提出一种多时间尺度的优化方法，能够根据用户储能需求优化调度储能实体。本发明通过集成规模效应及高效优化方法降低用户储能使用费用，契合未来储能市场发展趋向，具有良好的市场前景。

技术领域

本发明涉及储能能量管理的技术领域，尤其是指一种面向分布式储能需求的储能集聚系统及其优化方法。

背景技术

分布式储能是一种主要安装于用户侧或分布式发电侧的储能，主要用于储存过剩的分布式发电电能，平抑分布式发电出力波动以减少对配电网的影响。近年来，可再生能源发电的蓬勃发展有效刺激了分布式储能的技术进步和应用。新能源拥有高渗透率的未来电力系统中，分布式储能将是其中的关键领域。

分布式储能在刚开始出现时，由于装机容量和数量并没有形成一定规模，对电网的冲击并不算严重。但随着其近年发展，分布式储能可控性差、接入分散的缺点充分暴露，缺乏有效管理手段使得电网的电压、频率和电能质量都经受考验，大大增加了电网的运行成本。分布式储能发展受限也将波及可再生能源的推广。有鉴于此，国内外各方作出了许多有益的尝试和理论研究，其中较有成效的有：1)“免费午餐”模式，储能电池商向用户出售蓄电池并享有电池的主要控制权，当电网电价较低时控制电池从电网充电，用户通过最大化自我消纳屋顶光伏所发的电力获得储能电池商奖励的额外电能，从而实现更低的电费账单。2)通过把能源管理模块与储能系统集成，将用户侧分散储能集成起来，使其可以在用户侧被用作虚拟电厂，该种虚拟电厂较传统具有更多功能，可提供一次调频控制和备用等服务。该种模式下用户可以自运营商获得辅助服务费用，从而降低电费。近年来，国内学者提出“负荷聚合商”概念，不久后又衍生出“资源聚合商”概念，即汇聚若干分布式用户储能参与电力市场交易。“云储能”则是该种“资源聚合商”的进一步具体化。云储能是将原本分散在用户侧的储能装置集中到云端，用云端的虚拟储能容量代替用户侧的实体储能，而云端的虚拟储能容量以大规模的储能设备为主要支撑，以分布式的储能为辅助，为大量的用户提供价廉质优的分布式储能服务。

云储能虽已经有了基本的运作模式，其商业模式也已经有了预测分析，但具体到云储能系统的技术实现并没有一种可实施方案。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种面向分布式储能需求的储能集聚系统及其优化方法，可从技术层面实现其汇聚用户离散储能资源达到规模效应、平抑可再生能源出力波动、优化社会资源配置、为用户提供价廉质优的储能空间等系列基本目标。在此基础上，通过多目标多时间尺度优化方法，可实现精准、高效、实时的用户储能需求跟踪。另外，本发明在总储能空间有冗余时，可积极协助电网调峰调频，进一步为电网的安全稳定运行提供保障。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案如下：

一种面向分布式储能需求的储能集聚系统，包括：

优化调度服务器，用于实现多种时间尺度下的储能调度优化；

集中式储能电站，为大规模储能实体，根据用户实时储能需求及优化调度服务器提供的短期储能计划，控制其控制的储能单元充放以满足用户需求；

分布式储能单元，主要是电动汽车车载蓄电池，也包含居民储能电池，作为后备储能资源，当集中式储能电站不足以满足用户需求时，分布式储能单元将提供额外储能空间；

智能能量管理模块，即IEM,配置在用户侧及分布式储能单元侧，用于系统通信、信息收集以及与配电网的电能交互；