[发明专利]基于多属性多目标综合评价指标的储能工况适用性对比项目后评价方法

摘要

本发明提出了一种基于多属性多目标综合评价指标的储能工况适用性对比项目后评价方法，其特点是：分别在电力系统运行的发电侧建立基于风电预测、低通滤波以及带阻滤波原理的风电功率平抑策略；在输电侧建立用于提高输电线路容量的储能容量优化配置模型以及在对于电网源网矛盾分析方面建立了将储能用于调峰和调频的储能系统容量配置模型，再综合考虑各应用场景的地理环境、储能应用远景目标、工况条件以及所用储能类型的投资成本、平抑效能指标、能量转换效率以及放电深度，来对每一种储能类型进行评估，得到多属性多目标综合评价指标，以此来得到储能工况适用性对比项目中的最优储能类型。其科学合理，适用性强，准确性高。

主权项

1.一种基于多属性多目标综合评价指标的储能工况适用性对比项目后评价方法，其特征是，它包含以下步骤：1)得到不同电力系统的应用场景下的储能系统配置应用场景一：在电力系统运行的发电侧，设计基于低通滤波原理的风电功率平抑策略，设截止频率为fc，平抑控制周期为Tc，则储能系统在t时刻的充放电功率Pb,k为式(1)：式中：Pw,k为第k个周期风电的输出功率；Pout,k为第k个周期经过低通滤波处理后注入电网的功率；τ为滤波时间常数，τ＝1/2πf，再根据Pb,k的值和储能系统的初始能量来计算出第k个控制周期结束时储能系统的能量值Ek以及需要配置的储能系统容量W：根据所得的Pb和W，就可以确定在低通滤波原理下平抑风电功率波动所需的储能配置，应用场景二：在电力系统运行的发电侧，设计基于带阻滤波原理的风电功率平抑策略，设滤波参数α为0.7265，滤波参数β为0.9956，则储能系统在t时刻的充放电功率Pb,k为式(4)：式中：Pw,k为第k个周期风电的输出功率；Pout,k为第k个周期经过带阻滤波处理后注入电网的功率；再根据式(2)和式(3)确定在带阻滤波原理下平抑风电功率波动所需的储能配置，应用场景三：在电力系统运行的发电侧，设计基于风电预测原理的储能系统容量优化配置策略，基于历史各调度时段的最大风电功率计算未来调度日各时段风电功率预测最大值为式(5)：式中：为基于风电机组历史数据集上k时段风电功率的最大值，为常数项；为自回归系数，ε_t为随机干扰量，再根据式(2)和式(3)确定在带阻滤波原理下平抑风电功率波动所需的储能配置，应用场景四：在电力系统运行的输电侧，构建了能够反映输电工程和储能的综合收益的目标函数为式(6)：f(Be,Ce)＝max[Kr(GW+GL)+KLGL‑KsPlineL/Ts‑(C1Be+C2Ce)/Tc]    (6)式中：f为风电外送输电工程和储能全寿命周期的综合收益；Kr为输电企业外送单位风电电量的价格；KL为弃风损失的补偿单价；Gw为输电工程每年送出的风力发电电量；GL为储能系统提高的风电输电电量；L为输电距离；Ks为单位容量、单位长度下的输电工程造价；Ts为输电工程投资静态回收期；Pline为输电通道容量；C1为储能系统容量价格；C2为储能系统功率价格；Be为储能系统容量配置；Ce为储能系统功率配置，满足(6)式的Be和Ce即为综合收益最优的储能系统配置，应用场景五：在对于电网源网矛盾的分析中，将储能系统用于调峰，构建了一种储能系统配置优化目标函数为式(7)：式中：S为储能系统的最大收益；Cw为风电电价；EP为储能系统所带来的电网多接纳风电电量；Cf为火电机组生产单位电能的排放成本；Pi为金属i的价格；ηi为单位重量储能电池中金属i的含量；ηe为储能系统能重比；Ph为处理单位重量废电池所需生产性支出；Cc、Cd分别为电网低谷、高峰时段的电价；ηc、ηdc分别为储能系统充电效率和放电效率；E和P分别为储能系统容量配置和功率配置；C1和C2分别为储能系统容量单价和功率单价，满足式(7)的E和P就是最优储能系统配置，应用场景六：在对于电网源网矛盾的分析中，将储能系统用于调频，构建了一种储能系统配置优化目标函数为式(8)：式中：n为需要风电场提供一次调频备用的调度周期的个数，Ec为平均值法下第i个调度周期弃风电量减少量，Cw为风电上网电价，Cp为储能系统单位充/放功率的投资成本，Ce为储能系统单位容量的投资成本，P和E为平均值法下储能系统的额定功率及容量，Cm为储能系统单位充/放功率的年运行维护成本，k为储能系统的年寿命，满足(8)式的E和P则为储能系统的最优配置，2)多属性多目标储能工况适用性对比综合评价指标在电力系统运行的发电侧建立储能工况适用性对比综合评价指标为式(9)：对于储能系统在电力系统的源网矛盾、输电侧以及风电预测的应用中，建立其储能工况适用性对比综合评价指标为(10)式：式中：Wmax为在同一应用场景下所有储能类型中的最大储能系统容量；W为所选储能类型的储能系统容量，C1、C2分别为所选取的储能类型的容量单价和功率单价；W和P分别为所选储能类型的储能系统容量和功率；C1max、C2max分别为12种储能类型中最高的容量单价和功率单价；Wmax、Pmax分别为在同一应用场景下所有储能类型中的最大储能系统容量和功率，L为所选取储能类型的储能循环寿命；Lmax为所有储能类型中最大的储能循环寿命；D为所选储能类型的放电深度，共分为1、0.75、0.5、0.25四个等级；η为所选取储能类型的能量转换效率；ηmax为所有储能类型中最大的能量转换效率，α为平抑前的1min最大功率变化量；β为平抑后的1min最大功率变化量，能够通过多属性多目标综合评价指标，在储能工况适用性对比项目中，找到电力系统各应用场景下的最优储能选型方案。