[发明专利]一种考虑负荷需求差异性的储能系统运行调度方法

权利要求书

1.一种考虑负荷需求差异性的储能系统运行调度方法，其特征是按如下步骤进行；

步骤一、基于历史负荷数据进行负荷预测，获取次日各时刻负荷：

步骤1.1、获取地区近H周电力负荷观测值；

步骤1.2、求取第h周第l天的日负荷曲线的负荷变化系数：

步骤1.2.1、利用式(1)计算第h周第l天的日平均负荷功率

式(1)中，L_gh表示第h周第g个小时的负荷；t为一天内小时数；

步骤1.2.2、利用式(2)得到第h周第g个小时的负荷变化系数Z_gh：

步骤1.3、利用一次指数平滑预测第H+1周第l天的负荷变化系数并利用线性指数平滑预测第H+1周第l天的平均负荷功率，并将二者相乘从而得到第H+1周第l天的日负荷曲线；

步骤二、建立基于电价弹性矩阵的需求响应模型，并计算分时电价后的小时负荷：

步骤2.1、利用式(3)和式(4)分别得到m时段的电价自弹性系数ρ_mm和m时段负荷变化关于n时段电价的交叉弹性系数ρ_mn：

式(3)和(4)中，L_m0为分时电价前m时段负荷；ΔL_m为分时电价后m时段负荷变化量；p_m0为分时电价前m时段电价；Δp_m为分时电价后m时段的电价变化量；m≠n，p_n0为分时电价前n时段电价；Δp_n为分时电价后n时段的电价变化量；k为时段数；

步骤2.2、利用式(5)构造电价弹性矩阵E：

步骤2.3、实施分时电价后，利用式(6)建立需求响应模型：

式(6)中，L(k)为实施分时电价后的k时段所需负荷；

步骤三、划分充放电时段，构造各时刻负荷对储能系统充放电的需求度指标以表征变化的负荷曲线对储能充放电电量的差异化需求：

步骤3.1、利用式(7)和式(8)确定储能充电时刻的负荷临界值L_chm和放电时刻的负荷临界值L_dchm：

式(7)-式(8)中，L_max为日最大负荷；L_min为日最小负荷；

步骤3.2、构造各时刻负荷对储能系统的充放电需求度指标：

步骤3.2.1、获取一天内N个需充电时刻所对应负荷并对其进行升序排序，得到排序后的充电负荷集合L_cr如式(9)所示：

L_cr＝{L(t_c1)，L(t_c2)，…，L(t_cN)} (9)

式(9)中，L(t_cN)即为升序排序后的第N个需充电时刻所对应的负荷值；

令T_c＝{t_c1,t_c2,…,t_cN}表示升序排序后的充电负荷集合L_cr中各充电负荷所对应时刻点集合，t_cN即为排序后第N个需充电时刻点；

步骤3.2.2、获取一天内M个需放电时刻所对应负荷并对其进行降序排序，得到排序后的放电负荷集合L_dr如式(10)所示：

L_dr＝{L(t_d1)，L(t_d2)，…，L(t_dM)} (10)

式(10)中，L(t_dM)即为降序排序后的第M个需放电时刻所对应的负荷值；

令T_d＝{t_d1,t_d2,…,t_dM}为降序排序后的放电负荷集合L_dr中各放电负荷所对应的时刻点集合，t_dM即为排序后第M个需放电时刻点；

步骤3.2.3、利用式(11)计算t_ci时刻储能充电功率需求度w_c(t_ci)：

式(11)中，L_crmin为充电时刻最小系统负荷；

步骤3.2.4、利用式(12)计算t_dj时刻储能放电功率需求度w_d(t_dj)：

式(12)中，L_drmax为放电时刻最大系统负荷；

步骤四、建立储能系统充放电模型和相关评价指标以刻画不同储能运行调度策略参与需求侧管理对日负荷曲线平滑度的影响：

步骤4.1、计算一天内每个时刻的储能系统充放电功率：

步骤4.1.1、定义一个储能充放电功率约束因子δ∈(0，1)以限制充放电功率；

步骤4.1.2、分别利用式(13)和式(14)计算t_ci时刻潜在充电功率P′_tc(t_ci)和t_dj时刻潜在放电功率P′_td(t_dj)：

P′_tc(t_ci)＝-δ×w_c(t_ci)×P_r×η,i＝1,2,…,N (13)

式(13)-式(14)中，η为储能系统的充放电效率；P_r为储能系统额定充放电功率；

利用式(15)构建约束条件：

式(15)中，L_average是日负荷平均值；

步骤4.2、计算一天内各时刻实际充电功率：

步骤4.2.1、根据式(16)计算储能系统在t_ci时刻的实时电量ES(t_ci)：

式(16)中，T为时间间隔；ES_max为储能系统最大容量；

步骤4.2.2、利用式(17)计算储能系统在t_ci时刻的实际充电功率P_tc(t_ci)：

步骤4.3、计算一天内各时刻实际放电功率：

步骤4.3.1、根据式(18)计算储能系统在t_dj时刻的实时电量ES(t_dj)：

步骤4.3.2、利用式(19)计算储能系统t_dj时刻的实际放电功率P_td(t_dj)：

步骤4.4、利用式(20)确定一天内t时刻的储能实际充放电功率P_t(t)：

步骤4.5、根据一天内储能实际充放电功率P_t(t)确定储能系统在预测日的每小时出力情况，并作为考虑负荷差异性需求后的储能运行调度方案以进行削峰填谷。