本发明涉及储能系统充放电策略领域领域,特别是涉及一种两部制电价下的储能动态充放电方法。
背景技术:
1、工商业企业用户建设储能系统一般用于通过低充高放等方式降低自身用电成本,获取基本收益。而两部制电价下的工商业用户的用电成本除了基础的电度电费相关外,还和用户当月最大需量和容量紧密相关。尤其在谷段时间与生产用电高峰叠加的企业,在不影响最大需量的情况下,储能可利用充电空间被严重挤压。一般情况下,储能系统会按照预先设罝的充放电时段来执行充放电行为,不能动态根据企业的生产负荷进行调整,或者对最大需量的变化缺少考量,难以充分利用可充放电的有效负荷空间。
技术实现思路
1、为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供了一种储能动态充放电方法,在不影响用户需量和容量安全的前提,跟踪用户实时生产负荷,实时调整储能系统充放电功率,尽可能实现储能峰谷套利收益的最大化。
2、为了达到上述目的,本发明采用如下技术方案来实现的:
3、一种储能动态充放电方法,其特征在于,包括:
4、s1,实时采集用户电网侧的关口用电功率数据以及当前结算期的最大需量上限值m;
5、s2,判断储能系统是否满足充放电条件,若满足充电条件,则执行充电逻辑;若满足放电条件,则执行放电逻辑;
6、所述充电逻辑包括:根据用户电网侧的关口用电功率数据、当前结算期的最大需量上限值m以及最大需量的生成原理,在当前结算期内的最大需量不超过当前结算期的最大需量上限值m的情况下,动态计算储能系统的计算充电功率;并根据计算充电功率下发充电功率至储能系统使储能系统按充电功率进行充电。
7、采用上述方法,根据用户电网侧的关口用电功率数据、和当前结算期的最大需量上限值m以实时动态调整储能系统的充电功率,能尽可能实现储能峰谷套利收益的最大化。
8、进一步地,所述充电逻辑包括:
9、a1,根据最大需量的生成原理,获取计算最大需量的需量周期的值z需量周期时间单位;
10、a2,将实时采集的关口用电功率数据通过时序进行排序形成时序关口用电功率数据;每次采集的时刻记为tn,对应的关口用电功率数据记为ptn,n取值为整数,且本次进入充电逻辑的开始时刻记为t0;
11、a3,根据电网最大需量时间滑块式计算规则,选取t0之前的(z-1)需量周期时间单位内的时序关口用电功率数据,包括t0时刻时序关口用电功率数据,并根据t0之前的(z-1)需量周期时间单位内的时序关口用电功率数据、以及当前结算期的最大需量上限值m计算得到t0之后1需量周期时间单位内的关口用电功率上限pmax;
12、a4,预测t0之后1需量周期时间单位内中当前时刻tk到下一时刻tk+1的预测用户生产用电功率pf_t(k+1);
13、a5,根据t0之后1需量周期时间单位内的关口用电功率上限pmax和当前时刻tk到下一时刻tk+1的预测用户生产用电功率pf_t(k+1)计算得到t0之后1需量周期时间单位内中当前时刻tk到下一时刻tk+1的储能系统的计算充电功率ps_t(k+1):
14、ps_t(k+1)=pmax-pf_t(k+1)
15、a6,判断当前时刻tk到下一时刻tk+1的储能系统的计算充电功率ps_t(k+1)是否大于0;若是,则令当前时刻tk到下一时刻tk+1的储能系统的充电功率psa_t(k+1)等于当前时刻tk到下一时刻tk+1的储能系统的计算充电功率ps_t(k+1);若否,则令当前时刻tk到下一时刻tk+1的储能系统的充电功率psa_t(k+1)等于0;
16、a7,将当前时刻tk到下一时刻tk+1的储能系统的充电功率psa_t(k+1)下发至储能系统使储能系统在当前时刻tk到下一时刻tk+1按充电功率psa_t(k+1)进行充电;
17、a8,判断当前时刻tk的下一时刻tk+1是否为t0之后1需量周期时间单位的最后时刻,若否,则等待刷新数据并执行a4;若是,则等待刷新数据执行s2。
18、采用上述方法,根据最大需量的计算规则,通过考虑t0之前的(z-1)需量周期时间单位内的时序关口用电功率数据来计算得到t0之后1需量周期时间单位内的关口用电功率上限pmax,能够尽可能的实现充电效率的最大化;
19、且预测当前时刻tk到下一时刻tk+1的预测用户生产用电功率pf_t(k+1),进一步能够尽可能的实现充电效率的最大化;
20、tk中的k取值tn中n的对应值。
21、进一步地,在所述a3中,根据t0之前的(z-1)需量周期时间单位内的时序关口用电功率数据、以及当前结算期的最大需量上限值m计算得到t0之后1需量周期时间单位内的关口用电功率上限pmax包括:
22、a3-1,计算t0之前的(z-1)需量周期时间单位内(包括t0时刻)关口用电功率的平均值与最大需量上限值m的差额pm_t0:
23、
24、其中,n为t0之前的(z-1)需量周期时间单位内采集的关口用电功率数据数量、pti为第ti时刻所采集到的关口用电功率数据,pti从ptn中取值。
25、a3-2,根据t0之前的(z-1)需量周期时间单位内关口用电功率的平均值与最大需量上限值m的差额pm_t0与最大需量上限值m获得t0之后1需量周期时间单位内的关口用电功率上限pmax;
26、为保障最大需量不超过最大需量上限值m,只需限定用户关口的平均功率在t0之后的一个需量周期时间单位内不超过m+pm_t0即可,即t0之后1需量周期时间单位内的关口用电功率上限pmax为:
27、pmax=m+pm_t0。
28、进一步地,在所述a4中,由于采集交互频率实时性,当前时刻tk到下一时刻tk+1的预测用户生产用电功率pf_t(k+1)近似看作为当前时刻tk实际的用户生产用电功率pa_tk,即pf_t(k+1)=pa_tk;
29、当前时刻tk实际的用户生产用电功率pa_tk根据当前时刻tk的关口用电功率数据ptk与当前时刻tk的储能系统的充电功率psa_tk获得:
30、pa_tk=ptk-psa_tk;
31、其中t0时刻的储能系统的充电功率psa_t0视为0;或者判断上一1需量周期是否进入充电逻辑,若是,则t0时刻的储能系统的充电功率psa_t0等于上一1需量周期内最后一次下发的储能系统的充电功率,若否,则t0时刻的储能系统的充电功率psa_t0等于0。
32、tk和ptk中的k取值tn中当前时刻下n的对应值。
33、进一步地,在所述s1中,获取不同时间段对应的用户生产功率缓冲值;
34、在所述a5中,根据当前时刻tk到下一时刻tk+1所对应时间段得到对应的用户生产功率缓冲值;
35、在计算当前时刻tk到下一时刻tk+1的储能系统的计算充电功率ps_t(k+1)时引入对应的用户生产功率缓冲值,即计算当前时刻tk到下一时刻tk+1的储能系统的计算充电功率ps_t(k+1)的计算公式变更为:
36、ps_t(k+1)=pmax-pf_t(k+1)-xt(k+1);
37、其中,xt(j+1)为当前时刻tk到下一时刻tk+1所对应时间段所对应的用户生产功率缓冲值。
38、采用上述方法,引入用户生产功率缓冲值,能够避免用户生产变化对最大需量的影响。
39、进一步地,在所述s1中,获取不同时间段对应的用户生产功率缓冲值;
40、所述放电逻辑包括:
41、b1,获取当前时刻tj关口用电功率数据ptj、以及根据当前时刻tj到下一时刻tj+1所对应时间段得到对应的用户生产功率缓冲值;
42、b2,根据当前时刻tj关口用电功率数据ptj、以及当前时刻tj到下一时刻tj+1所对应时间段得到对应的用户生产功率缓冲值计算当前时刻tj到下一时刻tj+1的计算放电功率pd_t(j+1):
43、pd_t(j+1)=ptj+xt(j+1);
44、其中,xt(j+1)为当前时刻tj到下一时刻tj+1所对应时间段所对应的用户生产功率缓冲值;
45、b3,判断当前时刻tj到下一时刻tj+1的计算放电功率pd_t(j+1)是否大于0;若是,则令当前时刻tj到下一时刻tj+1的储能系统的放电功率pda_t(j+1)等于当前时刻tj到下一时刻tj+1的储能系统的计算放电功率pd_t(j+1);若否,则令当前时刻tj到下一时刻tj+1的储能系统的放电功率pda_t(j+1)等于0;
46、b4,将当前时刻tj到下一时刻tj+1的储能系统的放电功率pda_t(j+1)下发至储能系统使储能系统在当前时刻tj到下一时刻tj+1按放电功率pda_t(j+1)进行放电,等待刷新数据执行s2。
47、采用上述方法,实时动态调整储能系统的放电功率,能尽可能实现储能峰谷套利收益的最大化;
48、引入用户生产功率缓冲值,能够避免用户生产变化对最大需量的影响。
49、进一步地,不同时间段对应的用户生产功率缓冲值能够通过手动设置和/或通过用户历史实时关口用电功率数据自动计算生成。
50、采用上述方法,用户可以通过手动输入填写对应时间段的用户生产功率缓冲值,也可通过历史数据由系统自动生成,以满足用户的不同需求。
51、进一步地,不同时间段对应的用户生产功率缓冲值的手动输入包括:在每个y缓冲时间单位内输入一个对应的用户生产功率缓冲值;即输入一工作日每个y缓冲时间单位内输入一个对应的用户生产功率缓冲值以及一非工作日每个y缓冲时间单位内输入一个对应的用户生产功率缓冲值;
52、不同时间段对应的用户生产功率缓冲值自动计算生成包括:
53、d1,获取一段时间用户历史实时关口用电功率数据;
54、d2,将d1中获取的用户历史实时关口用电功率数据按时序进行排序,且将每个时刻对应的关口用电功率数据减去前一时刻对应的关口用电功率数据得到预处理数据,再将预处理数据按y缓冲时间单位进行分组并对每个y缓冲时间单位内的预处理数据求平均值,得到一天即从前一日23点59分到23点59分的每个y缓冲时间单位实时功率变化的平均值作为该时间段的用户生产功率缓冲值;
55、或者在所述d2中,先将b1中获取的用户历史实时关口用电功率数据根据工作日和非工作日进行分组;
56、在每个分组中,对用户历史实时关口用电功率数据按时序进行排序,且将每个时刻对应的关口用电功率数据减去前一时刻对应的关口用电功率数据得到预处理数据,再将预处理数据按y缓冲时间单位进行分组并对每个y缓冲时间单位内的预处理数据求平均值,得到一天即从前一日23点59分到23点59分的每个y缓冲时间单位实时功率变化的平均值作为该时间段的用户生产功率缓冲值。
57、采用上述方法,实现对不同时间段的用户生产功率缓冲值的获得;
58、在充电逻辑和放电逻辑中,判断当前时刻到下一时刻属于的y缓冲时间单位,并获取对应用户生产功率缓冲值带入公式。
59、进一步地,y的取值为1;计算最大需量的需量周期的值为z需量周期时间单位;缓冲时间单位与需量周期时间单位相同;具体的,需量周期时间单位为分钟,即所述缓冲时间单位也为分钟。
60、采用上述方法,使得所述储能动态充放电方法更加合理。
61、进一步地,z的取值为15;需量周期时间单位为分钟。
62、由于我国计算最大需量的需量周期现执行为15分钟;采用上述方法,使得所述储能动态充放电方法更加合理。
63、进一步地,当前结算期的最大需量上限值m为当前时刻下当前结算期的最大需量或者为一个固定值。
64、采用上述结构,当前结算期的最大需量上限值m的选取方式可根据自身需要自行选择,使得本方法更加适用于更多的使用场景;例如若用户缴纳电费的方式为按实际最大需量计费,则可以使当前结算期的最大需量上限值m为当前时刻下当前结算期的最大需量;若用户缴纳电费的方式为按合同最大需量计费,则则可以使当前结算期的最大需量上限值m为合同上签订的最大需量或合同签订的最大需量的105%。
65、进一步地,所述s2中,根据电网分时电价时段、变压器容量、储能soc判断是否进入充电逻辑或是否进入放电逻辑,包括:
66、s2-1,判断当前时刻所处时段,若当前时刻处于谷时段,则执行s2-2;若当前时刻处于峰时段,则执行s2-3;
67、s2-2,判断当前时刻用户用电负荷占变压器容量的占比是否小于充电负荷阈值c1且判断当前时刻储能系统的soc是否小于充电soc阈值s1;若是,则进入充电逻辑;若否,则下发待机指令至储能系统使其待机待机,并执行s2-1;
68、s2-3,判断当前时刻储能系统的soc是否大于放电soc阈值s2;若是,则进入放电逻辑;若否,则下发待机指令至储能系统使其待机待机,并执行s2-1;
69、或者在s2-3中,判断当前时刻用户用电负荷占变压器容量的占比是否小于放电负荷阈值c2且判断当前时刻储能系统的soc是否大于放电soc阈值s2;若是,则进入放电逻辑;若否,则下发待机指令至储能系统使其待机待机,并执行s2-1;
70、具体的,所述充电负荷阈值c1为90%;所述充电soc阈值s1为5%,所述放电负荷阈值c2为90%;所述放电soc阈值s2为5%。
71、采用上述方法,使得所述储能动态充放电方法更加合理;保证变压器和储能系统能够处于健康状态下运行,有效避免变压器超载和储能系统过放现象出现;以确保器材的使用寿命;
72、下发待机指令至储能系统使其待机待机可理解为:令储能系统的充电功率为0,放电功率为0。
73、进一步地,在所述s2-1中,若当前时刻处于平时段,则下发待机指令至储能系统使其待机待机,并执行s2-1。
74、采用上述方法,使得所述储能动态充放电方法更加合理。
75、进一步地,所述储能系统包括多个容量相同的储能电池柜,多个所述储能电池柜soc的平均值作为所述储能系统的soc;
76、在执行充电逻辑时,将下发的储能系统充电功率平均下发至每个所述储能电池柜使每个所述储能电池柜按下发功率进行充电;
77、在执行放电逻辑时,将下发的储能系统放电功率平均下发至每个所述储能电池柜使每个所述储能电池柜按下发功率进行放电。
78、采用上述方法,使得所述储能动态充放电方法更加合理。
79、与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
80、(1)本发明的储能动态充放电方法,其能在不影响用户需量和容量安全的前提,跟踪用户实时生产负荷,并根据电网最大需量的生成原理,动态计算储能系统的充放电功率,实时调整储能系统充放电功率,尽可能实现储能峰谷套利收益的最大化。
81、(2)本发明的储能动态充放电方法,其结合历史负荷变化特点,在动态计算储能系统的充放电功率时引入用户生产功率缓冲值,进一步实现储能峰谷套利收益的最大化。
82、(3)本发明的储能动态充放电方法,其设计合理。
1.一种储能动态充放电方法,其特征在于,包括:
2.如权利要求1所述的储能动态充放电方法,其特征在于:所述充电逻辑包括:
3.如权利要求2所述的储能动态充放电方法,其特征在于:在所述a3中,根据t0之前的(z-1)需量周期时间单位内的时序关口用电功率数据、以及当前结算期的最大需量上限值m计算得到t0之后1需量周期时间单位内的关口用电功率上限pmax包括:
4.如权利要求2所述的储能动态充放电方法,其特征在于:在所述s1中,获取不同时间段对应的用户生产功率缓冲值;
5.如权利要求1所述的储能动态充放电方法,其特征在于:在所述s1中,获取不同时间段对应的用户生产功率缓冲值;
6.如权利要求4或5所述的储能动态充放电方法,其特征在于:不同时间段对应的用户生产功率缓冲值能够通过手动设置和/或通过用户历史实时关口用电功率数据自动计算生成;
7.如权利要求6所述的储能动态充放电方法,其特征在于:y的取值为1;
8.如权利要求2至4任一一项所述的储能动态充放电方法,其特征在于:z的取值为15;需量周期时间单位为分钟;
9.如权利要求1所述的储能动态充放电方法,其特征在于:所述s2中,根据电网分时电价时段、变压器容量、储能soc判断是否进入充电逻辑或是否进入放电逻辑,包括:
10.如权利要求1所述的储能动态充放电方法,其特征在于:所述储能系统包括多个容量相同的储能电池柜,多个所述储能电池柜soc的平均值作为所述储能系统的soc;
