基于负荷特性的变电站储能容量配置方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于负荷特性的变电站储能容量配置方法，包括获取目标变电站的历史数据信息；选定最大负荷时段并计算负荷大于最大负荷80％的比率；确定目标变电站的储能运行工作状态；设定储能配置的目标函数和对应的约束条件并求解得到最大负荷时段的储能配置计算容量；确定最终的变电站储能配置容量。本发明专利技术还公开了一种实现所述基于负荷特性的变电站储能容量配置方法的系统。本发明专利技术在考虑储能充放电效率的前提下，基于储能充放电电量、变电站负荷、储能充放电功率等约束条件，提出了储能容量配置方案，不仅实现了变电站储能容量的配置，能够满足供电区域内的电力电量平衡，提高变电站供电的可靠性，而且可靠性高、精确性好且客观科学。性好且客观科学。性好且客观科学。

【技术实现步骤摘要】
基于负荷特性的变电站储能容量配置方法及系统


[0001]本专利技术属于电气自动化领域，具体涉及一种基于负荷特性的变电站储能容量配置方法及系统。

技术介绍

[0002]随着经济技术的发展和人们生活水平的提高，电能已经成为了人们生产和生活中必不可少的二次能源，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。因此，保证电能的稳定可靠供应，就成为了电力系统最重要的任务之一。
[0003]目前，随着大量新能源发电系统并入电网，新能源发电系统的随机性、波动性和间歇性极大的改变了新能源接入区域的变电站下网的负荷特性，使得电力系统面临着极大的运行考验。同时，随着储能技术的快速发展和应用，储能系统能够灵活存储和释放电能，能够为电力系统进行负荷削峰填谷、调频调节、平滑新能源发电波动、需求侧响应等，从而极大的提高电力系统的供电可靠性。因此，目前电力系统已经开始广泛应用储能装置。
[0004]目前针对变电站的储能容量配置过程，一直采用较为原始的配置方案，即根据人工经验的方式，进行储能容量的配置。但是，采用人工经验的方式进行储能容量的配置，不仅主观性强，可靠性差，而且主观配置时往往倾向于配置更大容量的储能设备，从而进一步造成了储能装置的资源闲置和浪费。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的之一在于提供一种可靠性高、精确性好且客观科学的基于负荷特性的变电站储能容量配置方法。
[0006]本专利技术的目的之二在于提供一种实现所述基于负荷特性的变电站储能容量配置方法的系统。
[0007]本专利技术提供的这种基于负荷特性的变电站储能容量配置方法，包括如下步骤：
[0008]S1.获取目标变电站的历史数据信息；
[0009]S2.根据步骤S1获取的数据信息，选定最大负荷时段，并计算目标变电站在最大负荷时段中的负荷大于自身最大负荷的80％的比率；
[0010]S3.根据步骤S2得到的比率，确定目标变电站的储能运行工作状态；
[0011]S4.根据步骤S3确定的储能运行工作状态，设定储能配置的目标函数和对应的约束条件，并求解得到最大负荷时段的储能配置计算容量；
[0012]S5.根据步骤S4得到的储能配置计算容量，确定最终的变电站储能配置容量，完成基于负荷特性的变电站储能容量配置。
[0013]步骤S2所述的根据步骤S1获取的数据信息，选定最大负荷时段，并计算目标变电站在最大负荷时段中的负荷大于自身最大负荷的80％的比率，具体包括如下步骤：
[0014]选定目标变电站的最大负荷时段：第一最大负荷时段为7～8月，第二最大负荷时段为1月和12月；
[0015]以设定时间为间隔，获取数据点及数据点对应的负荷数据信息；
[0016]分别在第一最大负荷时段和第二最大负荷时段内，采用如下算式计算目标变电站的负荷大于自身最大负荷的80％的比率：
[0017][0018][0019]式中p1为第一最大负荷时段内的目标变电站的负荷大于自身最大负荷的80％的比率比率；N
A1
为第一最大负荷时段内的目标变电站负荷数据大于目标变电站最大负荷的80％的数据点个数；N
total1
为第一最大负荷时段内的目标变电站的数据点总数；p2为第二最大负荷时段内的目标变电站的负荷大于自身最大负荷的80％的比率比率；N
A2
为第二最大负荷时段内的目标变电站负荷数据大于目标变电站最大负荷的80％的数据点个数；N
total2
为第二最大负荷时段内的目标变电站的数据点总数。
[0020]步骤S3所述的根据步骤S2得到的比率，确定目标变电站的储能运行工作状态，具体包括如下步骤：
[0021]若负荷大于自身最大负荷的80％的比率大于或等于设定值，则认定变电站的储能运行工作状态为第一状态；第一状态为变电站应用储能，使得在第一最大负荷时段和第二最大负荷时段内，变电站负载率维持在设定水平，并降低负荷峰值；
[0022]若负荷大于自身最大负荷的80％的比率小于设定值，则认定变电站的储能运行工作状态为第二状态；第二状态为变电站应用储能，使得在第一最大负荷时段和第二最大负荷时段内，变电站降低自身的负荷峰值，保证变电站自身不出现重载情况。
[0023]步骤S4所述的根据步骤S3确定的储能运行工作状态，设定储能配置的目标函数和对应的约束条件，并求解得到最大负荷时段的储能配置计算容量，具体包括如下步骤：
[0024]分别判断目标变电站在第一最大负荷时段的储能运行工作状态和目标变电站在第二最大负荷时段的储能运行工作状态；
[0025]若变电站的储能运行工作状态为第一状态，则：
[0026]维持负载率β为其中β1为根据变电站最大负荷80％计算得到的需要维持的负载率水平，且P
sub,load,max
为目标变电站的负荷最大值，S
sub,N
为目标变电站的主变压器额定容量；
[0027]储能配置需要满足的约束条件包括：
[0028]P
ESS
(t)＝P
sub,load
(t)
‑
βS
sub,N
[0029]‑
P
ESS,max
≤P
ESS
(t)≤P
ESS,max
[0030]P
ESS,max
≥max(P
sub,load
(t)
‑
βS
sub,N
)
[0031][0032][0033]P
sub,load
(t)≤S
sub,N
[0034]W
peak
≤tt
·
P
ESS,max
[0035]式中P
ESS
(t)为供电区域储能功率；P
sub,load
(t)为目标变电站主变下网负荷功率；β为通过配置储能后维持晚高峰负荷时段变电站的负载率；S
sub,N
为目标变电站的主变压器额定容量；P
ESS,max
为储能容量值；W
discharge
为高峰负荷时段放电电量；Δt为设定的时间段；NN1为时间段的充电时间；NN2为时间段的放电时间；α为储能效率；W
peak
为最大负荷时段所缺的电量；tt为储能满功率充放电时间；
[0036]若变电站的储能运行工作状态为第二状态，则：
[0037]维持负载率β为其中β1为根据变电站最大负荷80％计算得到的需要维持的负载率水平，且P
sub,load,max
为目标变电站的负荷最大值，S
sub,N
为目标变电站的主变压器额定容量；
[0038]储能配置需要满足的约束条件包括：
[0039]P
ESS
(t)＝P
sub,load
(t)
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于负荷特性的变电站储能容量配置方法，包括如下步骤：S1.获取目标变电站的历史数据信息；S2.根据步骤S1获取的数据信息，选定最大负荷时段，并计算目标变电站在最大负荷时段中的负荷大于自身最大负荷的80％的比率；S3.根据步骤S2得到的比率，确定目标变电站的储能运行工作状态；S4.根据步骤S3确定的储能运行工作状态，设定储能配置的目标函数和对应的约束条件，并求解得到最大负荷时段的储能配置计算容量；S5.根据步骤S4得到的储能配置计算容量，确定最终的变电站储能配置容量，完成基于负荷特性的变电站储能容量配置。2.根据权利要求1所述的基于负荷特性的变电站储能容量配置方法，其特征在于步骤S2所述的根据步骤S1获取的数据信息，选定最大负荷时段，并计算目标变电站在最大负荷时段中的负荷大于自身最大负荷的80％的比率，具体包括如下步骤：选定目标变电站的最大负荷时段：第一最大负荷时段为7～8月，第二最大负荷时段为1月和12月；以设定时间为间隔，获取数据点及数据点对应的负荷数据信息；分别在第一最大负荷时段和第二最大负荷时段内，采用如下算式计算目标变电站的负荷大于自身最大负荷的80％的比率：荷大于自身最大负荷的80％的比率：式中p1为第一最大负荷时段内的目标变电站的负荷大于自身最大负荷的80％的比率比率；N
A1
为第一最大负荷时段内的目标变电站负荷数据大于目标变电站最大负荷的80％的数据点个数；N
total1
为第一最大负荷时段内的目标变电站的数据点总数；p2为第二最大负荷时段内的目标变电站的负荷大于自身最大负荷的80％的比率比率；N
A2
为第二最大负荷时段内的目标变电站负荷数据大于目标变电站最大负荷的80％的数据点个数；N
total2
为第二最大负荷时段内的目标变电站的数据点总数。3.根据权利要求2所述的基于负荷特性的变电站储能容量配置方法，其特征在于步骤S3所述的根据步骤S2得到的比率，确定目标变电站的储能运行工作状态，具体包括如下步骤：若负荷大于自身最大负荷的80％的比率大于或等于设定值，则认定变电站的储能运行工作状态为第一状态；第一状态为变电站应用储能，使得在第一最大负荷时段和第二最大负荷时段内，变电站负载率维持在设定水平，并降低负荷峰值；若负荷大于自身最大负荷的80％的比率小于设定值，则认定变电站的储能运行工作状态为第二状态；第二状态为变电站应用储能，使得在第一最大负荷时段和第二最大负荷时段内，变电站降低自身的负荷峰值，保证变电站自身不出现重载情况。4.根据权利要求3所述的基于负荷特性的变电站储能容量配置方法，其特征在于步骤S4所述的根据步骤S3确定的储能运行工作状态，设定储能配置的目标函数和对应的约束条
件，并求解得到最大负荷时段的储能配置计算容量，具体包括如下步骤：分别判断目标变电站在第一最大负荷时段的储能运行工作状态和目标变电站在第二最大负荷时段的储能运行工作状态；若变电站的储能运行工作状态为第一状态，则：维持负载率β为其中β1为根据变电站最大负荷80％计算得到的需要维持的负载率水平，且P
sub,load,max
为目标变电站的负荷最大值，S
sub,N
为目标变电站的主变压器额定容量；储能配置需要满足的约束条件包括：P
ESS
(t)＝P
sub,load
(t)
‑
βS
sub,N
‑
P
ESS,max
≤P
ESS
(t)≤P
ESS,max
P
ESS,max
≥max(P<...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢宇峥，苏筱凡，章德，周雨桦，张睿琪，秦旷，谢煜东，伍敏，蒋诗谣，龚岸榕，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司经济技术研究院国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：