[发明专利]基于需量调节的电化学储能系统的配置与策略制定方法

说明书

本发明提供了一种基于需量调节的电化学储能系统的配置与策略制定方法，该方法采用k‑means聚类算法，从大工业用户的年度逐时用电负荷数据中提取典型日负荷和提取月最大需量值；获取大工业用户每月每日的实时电价；建立电化学储能系统的经济性模型；设置约束条件；以经济性最优为目标函数，采用遗传算法寻优，将电化学储能系统的最优系统额定容量和最优系统额定充放电功率作为电化学储能系统的配置；将典型日的逐时充放电状态和充放电功率应用到该典型日对应的季节的每一天作为电化学储能系统的策略。本发明根据电化学储能系统的经济性模型计算了系统最优配置、制定典型日运行策略，削峰填谷，同时削减尖峰负荷，最大程度降低用户度电成本和需量电费。

技术领域

本发明属于储能领域，涉及用户侧储能，具体涉及一种基于需量调节的电化学储能系统的配置与策略制定方法。

背景技术

储能电池因能量密度大、占地面积小、低噪音、建设周期短，已经成为众多储能技术中的翘楚。根据中国太阳能行业协会(CPIA)统计数据，截至2019年底，全球累计电化学装机达8.22GW，同比增长24.02％，从应用端来看，用户侧储能占比最高为28％；我国电化学储能累计装机1592.3MW，同比增长48.4％，其中用户侧仍是储能最大的应用市场，占比为51％。从以上数据可以看出，用户侧储能占据储能市场的一席之地，因此对于用户侧储能的应用研究非常必要。

用户侧削峰填谷储能装置的经济性主要由初期投资和装置收益决定，初期投资主要受系统成本(由电池成本决定)，储能装置系统配置等因素影响；装置收益主要由储能系统配置、充放电策略、地区峰平谷差价、系统效率、电池循环次数、电池充放电深度等因素决定。目前，现有技术中缺少最优的储能系统配置和充放电策略计算方法，系统配置主要根据用户负荷凭借经验设定，充放电策略也是人为设定，以此设计出的储能装置并非是经济性最好的。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供一种基于需量调节的电化学储能系统的配置与策略制定方法，解决现有技术中的方法经济性不足的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种基于需量调节的电化学储能系统的配置与策略制定方法，该方法包括以下步骤：

采用k-means聚类算法，从大工业用户的年度逐时用电负荷数据中提取典型日负荷和提取月最大需量值；

获取大工业用户每月每日的实时电价；

建立电化学储能系统的经济性模型，电化学储能系统的经济性模型包括年峰谷收益模型、年需量收益模型和电化学储能系统的初期投资成本模型；

设置电化学储能系统的经济性模型的约束条件：

以经济性最优为目标函数，采用遗传算法寻优，以电化学储能系统电池的荷电状态作为底层寻优变量，电化学储能系统的系统额定容量和电化学储能系统的系统额定充放电功率作为外层寻优变量，进行寻优计算；

通过寻优计算获得电化学储能系统的最优系统额定容量和最优系统额定充放电功率，然后将电化学储能系统的最优系统额定容量和最优系统额定充放电功率作为所述的电化学储能系统的配置；

通过寻优计算获得每个季节的典型日的逐时充放电状态和充放电功率，然后将典型日的逐时充放电状态和充放电功率应用到该典型日对应的季节的每一天作为电化学储能系统的策略。

具体的，该方法包括以下具体步骤：

步骤1，采集大工业用户的年度逐时用电负荷数据；

步骤2，提取典型日负荷和提取月最大需量值；