[发明专利]光储充一体化电站能效评估方法

权利要求书

1.光储充一体化电站能效评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：建立变换器损耗评估模型；

S2：建立线路损耗评估模型；

S3：建立瞬时能效评估模型；

S4：考虑变换器损耗和线路损耗下系统的平均传输效率，计算光储充电站系统平均传输效率；

S5：计算光储充电站每条支路的能耗，得到系统级能耗和能效指标，然后计算光储充电站系统平均能效评估指标；

S6：分别进行变换器损耗对比分析和线路损耗对比分析，并进行能效评估；

步骤S1具体如下：

变换器效率是与通过功率相关的函数，记为η(P)，基于效率函数，在变换器损耗评估中将同一线路上相邻的变换器视作一个变换模块，其输入、输出功率分别为P_in和P_out，那么根据效率定义，该变换模块的传输效率计算方法如下：

其中η₁、η₂、η_n分别表示级联的变换器1、2和n的传输效率；对于负荷支路和储能充电情况，其功率由电网流向设备，输出端功率给定，变换器损耗为P_2load；对于光伏支路和储能放电情况，其功率由设备端流入电网，输入端功率给定，变换器损耗为P_2grid；上述两种情况的变换器损耗计算分别如式4所示；

将相邻两个测量点之间作为线性，采用分段线性化对效率函数进行建模；假设变换器的测量功率点分别为P₀，P₁，…，P_n，对应的效率为η₀，η₁，…，η_n，则对于任意工作点p，其效率按式5计算：

其中η_k-1表示变换器的测量功率点p所在区间起始点p_k-1的效率，η_k表示变换器的测量功率点p所在区间终点p_k的效率，η(p)表示变换器的测量功率点p的效率；

步骤S2具体如下：

利用等值电路分别对交直流线路损耗进行计算，计算方式如式6所示；其中交直流线路损耗分别表示为P_line,AC(t)以及P_line,DC(t)，P_AC(t)、P_DC(t)分别表示线路上的功率大小，U_AC、U_DC分别为交直流线路额定电压，R_AC、R_DC分别为交直流线路单位阻值，为功率因数，L为线路长度；

步骤S4中，光储充电站系统平均传输效率的计算方法如式1所示；

其中η为光储充电站能效指标，E_D为统计周期内负荷总消耗电量，E_loss,L和E_loss,C分别为统计周期内消耗在线路与变换器上的总电量；

步骤S3具体如下：

P_g,S(t)、P_g,pv,i(t)、P_g,es,i(t)以及P_g,d,i(t)分别为主线路、光伏、储能和充电桩并网点处的实际功率，其计算方法如下：

P_g,y,i(t)＝P_y,i(t)+P_con,y,i(t)+P_line,y,i(t),y∈{d,es+} (8)

P_g,z,i(t)＝P_z,i(t)-P_con,z,i(t)-P_line,z,i(t),z∈{pv,es-} (9)

其中N_d、N_pv和N_es分别表示负荷支路、光伏支路和储能支路的数量，P_d,i(t)表示负荷支路i在时刻t的负荷值，P_pv,i(t)表示光伏支路i在时刻t的出力，P_es+,i(t)表示储能支路i在时刻t的充电功率值，P_es-,i(t)表示储能支路i在时刻t的放电功率值；P_con,d,i(t)、P_con,pv,i(t)、P_con,es,i(t)表示负荷、光伏、储能支路i变流器在时刻t损耗的功率；P_line,d,i(t)、P_line,pv,i(t)、P_line,es,i(t)表示负荷、光伏、储能支路i线路在时刻t损耗的功率；

基于主回路并网点处功率，即可得到交流和直流系统主回路上的功率损耗P_loss,AC,s(t)和P_loss,DC,s(t)；对于交流系统，其主回路功率损耗主要为主变压器和线路上的功率损耗，计算方法如式10所示；对于直流系统，其主回路功率损耗为主变损耗、AC/DC换流器损耗和线路损耗之和，计算方法如式11所示，其中η_T表示主变压器的传输效率，η_AC/DC(P_g,S(t))表示AC/DC变换器在t时刻输出功率为P_g,S时对应的效率；

计算得到各支路变换器和线路损耗之后，即可得到系统在时段内的平均效率，如式(2)所示。