[发明专利]面向用户侧的电池储能配置与运行优化方法

说明书

本发明公开了一种面向用户侧电池储能配置及运行的优化方法。本发明以大工业用户电费的计费规则为基础，构建了需量防守与削峰填谷相结合的储能配置优化模型。针对不同的用户，能够利用投资回报率评估选择出最合适的储能配置。在构建优化模型时加入储能运行性能约束，能够减少运行损耗，延长储能寿命。在储能日运行优化时，实时更新负荷数据，构建了日内运行调度优化模型，进行实时滚动优化；其次，构建了月需量防守值更新模型，及时更新月需量防守值，不断修正负荷预测误差的影响。算例验证本发明所提滚动优化算法能够更加合理地调度储能，有效降低用户用电成本。

技术领域

本发明属于电力系统技术领域，具体是针对用户侧电池储能进行配置与运行优化方法。

背景技术

用电成本是电力大用户经营成本的重要组成部分。电池储能(下文简称“储能”)可通过“低储高放”策略，即在用户电力负荷及电价较低的时候存储电能，在用户电力负荷及电价较高的时候放出电能，在不改变用户用电行为的情况下，削减用户负荷月最大需量值，减少基本电费的同时产生削峰填谷收益。并且，用户侧储能服务对象明确，变化因素较少，更有利于储能的运行。同时，国家出台了《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》、《关于北方地区清洁能源供暖价格政策的意见》等一系列政策，不仅大力支持用户侧储能的发展，而且提出要适当扩大销售侧峰谷电价差，未来用户峰谷价差有望继续拉大，这些都有助于提升用户侧储能的投资效益。因此用户侧安装储能是降低电力大用户经营成本的重要手段。

我国用户侧储能市场发展空间巨大，然而目前，用户侧储能的发展并没有达到预期，一方面用户仍难以承担储能较高的投资成本，另一方面，储能运行效率较低，未能充分发挥储能优化运行带来的经济效益。因此，对用户侧储能的配置及运行进行优化研究，具有重要意义。

目前储能配置及运行优化研究分为电网侧和用户侧。电网侧的储能优化研究主要为了保证电网的安全可靠运行、解决负荷平衡等问题，而用户侧储能优化研究的目的在于合理转移负荷、提高用户安装储能后的经济性，所以电网侧储能优化研究成果难以直接应用到户侧。用户侧储能优化的研究中，部分研究只针对储能配置或运行中的一方面进行优化，部分研究只考虑削峰填谷或需量防守的经济性。还有部分研究通过预先确定调度策略进行储能容量配置及日前运行规划，这种方法不仅很难得到储能最佳配置容量，而且因为没有考虑电力负荷预测误差的影响，导致储能日内实际运行时表现不佳。因此，目前缺少既同时考虑储能配置及运行优化，又在储能运行时考虑负荷预测误差影响实现实时滚动优化的研究。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提出一种针对用户侧电池储能的配置与运行进行优化的方法，该方法以大工业用户电费的计费规则为基础，建立需量防守与削峰填谷相结合的储能配置优化模型；为了保证在储能投入运行后实现最佳的经济效益，提出了储能电池充放电状态转换次数约束，然后结合负荷预测数据，构建了储能月前和日内滚动优化模型。与日前运行优化相比，日内滚动优化通过实时更新实际负荷数据及月需量防守值，不断修正负荷预测误差，使用户获得更高的收益。

本发明方法包括以下步骤：

步骤1：基于工业大用户的电费计费规则，针对储能可以通过“低储高放”等策略合理地对用户电力负荷进行转移，降低用户用电的月最大需量的特点，通过建立储能收益模型，计算用户加装储能后获得的削峰填谷收益及月需量防守收益。

步骤2：针对储能电池运行的硬性物理要求，建立储能电池物理约束条件；同时考虑保证储能运行时具有良好的性能，建立储能电池性能约束条件。

步骤3：制定储能配置优化和运行优化策略，确定负荷预测模型，并利用用户历史负荷数据，进行月前负荷预测和日前负荷预测。

步骤4：以用户安装储能后每月综合效益最高为目标，构建储能配置优化模型，优化储能配置的功率与容量。

步骤5：以优化月的需量防守收益与削峰填谷收益之和最高为目标，构建储能运行月前优化模型。