一种电-热异质类共享储能用户租赁容量优化配置方法技术

本发明专利技术公开了一种电

【技术实现步骤摘要】
一种电
‑
热异质类共享储能用户租赁容量优化配置方法


[0001]本专利技术涉及共享储能优化领域，尤其涉及一种电
‑
热异质类共享储能用户租赁容量优化配置方法。

技术介绍

[0002]储能系统在电力系统的各个层面都是一项至关重要的技术。在发电方面，可再生能源的波动性、间歇性和不确定性都促使对储能等灵活资源的需求不断增加。配电网中储能作为备用电源，可以实现有功功率和无功功率的动态平衡。在需求侧，消费者可以利用储能进行峰谷电价套利。此外，储能还可以用来提供可再生能源消纳等辅助服务。然而，由于高昂的投资成本，很少有消费者自建储能。因此，共享储能被认为是一种很有前景的商业模式。
[0003]而在一些寒冷区域，热负荷主要由热电联产机组提供。与电能相比，热能传递动态在更长的时间尺度上被描述。从热源到用户的延时使热网具有储能特性。因此，利用这种潜在的储能资源可以进一步降低储能投建成本。而充分利用热网的储能特性可以增加能源利用率。此外，共享储能的利用可以充分利用规模效益，节省资源。如集中式共享储能可以不占用用户的空间，通过一个公共储能服务多个用户，可以大幅度节省空间资源。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种电
‑
热异质类共享储能用户租赁容量优化配置方法。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种电
‑
热异质类共享储能用户租赁容量优化配置方法，包括如下步骤：
[0006]步骤1：通过热网的延时特性建立热能传输的准动态模型，分析热网的虚拟储能能力；
[0007]步骤2：将热网和实体储能资源虚拟化为能量容量和功率容量，建立电
‑
热异质类共享储能模型；
[0008]步骤3：根据电
‑
热异质类共享储能模型中的能量容量和功率容量，建立双层优化模型；所述双层优化模型包括上层优化模型和下层优化模型；
[0009]步骤4：最后通过上层优化模型和下层优化模型的迭代优化，得到服务价格以及最优用户租赁共享储能容量。
[0010]进一步地，所述步骤1中，分析热网络的虚拟储能潜力，具体为：
[0011]各时段出口处水温通过传输时延τ
j
、管道入口水温历史数据的时间序列和传输过程中的热量损失来计算；调度周期由N个连续的等长调度周期组成，用Δt表示；在每个调度周期中，从入口流入管道的部分称为水质块WM；在相同时间内，WM中的所有物理量保持不变；
[0012]在时间t时进入管道的第一个WM记为WM1；WM是连续编号的，所以管道出口处的WM
标记为WM
K
；考虑管道τ
j
不是Δt的整数倍的情况，当管道τ
j
在τ1～τ2之间时，可总结为：
[0013]τ1＝(k
‑
1)Δt
[0014]τ2＝kΔt
[0015][0016]式中为管道j在τ周期的出水温度；和即为管道j在k和k+1周期的出水温度；C1和C2是两个单独的加权系数；q
k
和q
k+1
分别为质块WM
k
和WM
k+1
对应的质量流量；
[0017]在热水输送过程中，从管道中流出的WM
k
温度降低；
[0018][0019]a
K
＝k
j
/(q
K
c
w
)
[0020]式中，k
j
为管道的漏热损失系数；C
w
为水的比热容；l
j
为管道长度；
ak
为系数，与环境相关；T
am
为管道的环境温度；
[0021][0022]T
return
为换热首站回水温度；和分别为管道回水温度上限和下限；
[0023]一次热网采用质量调节模式，即热网中热水的质量流量不改变，只调整水温；
[0024]来自不同管道的热水流入同一节点进行温度混合；混合后流出节点的热水具有相同的温度，即：
[0025][0026]其中，和分别是连接到节点N的结束和开始于节点N的管道集合；τ是周期数；是管道l在τ周期的进水温度；q
τ,j and q
τ,k
分别是管道j和k在τ周期的热水质量流率；
[0027]对于一次热网中的换热站，负荷和损失绑定在一起，作为换热站的计算负荷，在模型中取代用户负荷和换热站与二级热网之间的热损失；换热站模型为
[0028][0029]其中，Q
τ,i
表示负载i在τ期的传热能量；m
τ,i
表示流经i换热站的热水质量；和分别为i换热站在τ周期的供水和回水温度；
[0030]换热站在一次热网和二次热网之间起连接作用；通过调整二级热网管道中的流量，可以满足热负荷的需要；换热站的换热量与热负荷之间的关系为
[0031][0032]其中，为第i个换热站在τ周期的计算热负荷。
[0033]进一步地，所述步骤2中，实体储能的模型如下：
[0034][0035][0036][0037][0038][0039][0040]式中和为实体储能在i节点的充电功率和放电功率；为i节点实体储能的额定功率和额定容量；为0
‑
1变量，表示实体储能在i节点的充放电状态；为储能在i节点的剩余能，δ
e
为t时段实体储能的自放电率；η
e,C
和η
e,D
分别表示充放电效率；SOC
min
和SOC
max
分别表示剩余能量的最小和最大状态。
[0041]进一步地，所述上层优化模型为：
[0042](1)目标函数：
[0043][0044][0045][0046][0047]在年利率是r,储能生命周期是y,资本回收因子k
pa
表达式为:
[0048][0049]上式中，n为用户数量；R
o
为共享储能运营商日营收；C
cha
为实体储能的充电成本；C
inv
为实体储能的投资成本；C
EH
为EH的调度成本；k1、k2分别为实体储能额定功率单位投资系数和额定容量单位投资系数；为节点i节点实体储能的额定功率；为i节点ESS的额定容量；v1、v2分别为CHP和HP的单位功率成本系数；分别为CHP和HP的额定功率；
[0050](2)交流配电网潮流约束:
[0051][0052][0053][0054][0055][0056]其中AL(j,:)表示以j为主节点的一组分支终端节点；AL(:,j)表示以j作为终端节点的一组分支主节点；为j节点的有功功率和无功功率；，P
jk,t P
ij,本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电
‑
热异质类共享储能用户租赁容量优化配置方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：通过热网的延时特性建立热能传输的准动态模型，分析热网的虚拟储能能力；步骤2：将热网和实体储能资源虚拟化为能量容量和功率容量，建立电
‑
热异质类共享储能模型；步骤3：根据电
‑
热异质类共享储能模型中的能量容量和功率容量，建立双层优化模型；所述双层优化模型包括上层优化模型和下层优化模型；步骤4：最后通过上层优化模型和下层优化模型的迭代优化，得到服务价格以及最优用户租赁共享储能容量。2.根据权利要求1所述的一种电
‑
热异质类共享储能用户租赁容量优化配置方法，其特征在于，所述步骤1中，分析热网络的虚拟储能潜力，具体为：各时段出口处水温通过传输时延τ
j
、管道入口水温历史数据的时间序列和传输过程中的热量损失来计算；调度周期由N个连续的等长调度周期组成，用Δt表示；在每个调度周期中，从入口流入管道的部分称为水质块WM；在相同时间内，WM中的所有物理量保持不变；在时间t时进入管道的第一个WM记为WM1；WM是连续编号的，所以管道出口处的WM标记为WM
K
；考虑管道τ
j
不是Δt的整数倍的情况，当管道τ
j
在τ1～τ2之间时，可总结为：τ1＝(k
‑
1)Δtτ2＝kΔt式中为管道j在τ周期的出水温度；和即为管道j在k和k+1周期的出水温度；C1和C2是两个单独的加权系数；q
k
和q
k+1
分别为质块WM
k
和WM
k+1
对应的质量流量；在热水输送过程中，从管道中流出的WM
k
温度降低；a
K
＝k
j
/(q
K
c
w
)式中，k
j
为管道的漏热损失系数；C
w
为水的比热容；l
j
为管道长度；
ak
为系数，与环境相关；T
am
为管道的环境温度；T
return
为换热首站回水温度；和分别为管道回水温度上限和下限；一次热网采用质量调节模式，即热网中热水的质量流量不改变，只调整水温；来自不同管道的热水流入同一节点进行温度混合；混合后流出节点的热水具有相同的温度，即：其中，和分别是连接到节点N的结束和开始于节点N的管道集合；τ是周期数；是管道l在τ周期的进水温度；q
τ,j and q
τ,k
分别是管道j和k在τ周期的热水质量流率；对于一次热网中的换热站，负荷和损失绑定在一起，作为换热站的计算负荷，在模型中取代用户负荷和换热站与二级热网之间的热损失；换热站模型为
其中，Q
τ,i
表示负载i在τ期的传热能量；m
τ,i
表示流经i换热站的热水质量；和分别为i换热站在τ周期的供水和回水温度；换热站在一次热网和二次热网之间起连接作用；通过调整二级热网管道中的流量，可以满足热负荷的需要；换热站的换热量与热负荷之间的关系为其中，为第i个换热站在τ周期的计算热负荷。3.根据权利要求1所述的一种电
‑
热异质类共享储能用户租赁容量优化配置方法，其特征在于，所述步骤2中，实体储能的模型如下：征在于，所述步骤2中，实体储能的模型如下：征在于，所述步骤2中，实体储能的模型如下：征在于，所述步骤2中，实体储能的模型如下：征在于，所述步骤2中，实体储能的模型如下：征在于，所述步骤2中，实体储能的模型如下：式中和为实体储能在i节点的充电功率和放电功率；为i节点实体储能的额定功率和额定容量；为0
‑
1变量，表示实体储能在i节点的充放电状态；为储能在i节点的剩余能，δ
e
为t时段实体储能的自放电率；η
e,C
和η
e,D
分别表示充放电效率；SOC
min
和S...

【专利技术属性】
技术研发人员：王楚通，郭创新，张笑演，
申请(专利权)人：海南浙江大学研究院，
类型：发明
国别省市：