一种储能参与备用的综合能力评估方法技术

本发明专利技术公开了一种储能参与备用的综合能力的评估方法，包括步骤：储能参与备用的综合能力评估指标体系、储能参与备用的综合能力指标计算模型、储能参与备用的综合能力评估指标权重、储能参与备用的综合能力评估模型、基于MATLAB的总评估模型求解。本发明专利技术的效果在于：利用本发明专利技术所提出的储能参与备用的综合能力评估方法，实现对储能参与备用在运行性能、经济性、环保性三个层面上的综合能力评估；为储能参与备用的评估分析提供理论指导；为储能参与备用的发展改进方向提供必要的技术支撑。与备用的发展改进方向提供必要的技术支撑。与备用的发展改进方向提供必要的技术支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种储能参与备用的综合能力评估方法


[0001]本专利技术属于电力系统及其自动化
，涉及一种储能参与备用的综合能力评估方法。

技术介绍

[0002]储能参与备用的能力评估的相关概念包括评估指标和评估方法。其中，评估指标包括运行水平、运行性能、可靠性、安全性、经济性、环保性、协调性等。评估方法为确定指标权重的模型。通过评估分析，可判断储能参与备用的综合能力情况，评估的方式主要有主观法和客观法。主观法通过咨询专家的方式来确定权重，即专家根据自身经验，判断指标的重要性大小，最后确定其权重。客观法，则是根据指标间的关联度和信息量来确定权重。有部分研究通过主观法得到指标的权重，也有部分研究仅使用客观法计算权重。除此，有研究基于主观法和客观法相结合的方式评估多级指标，与前者相比较可知，基于主观法和客观法的综合评估法更具有实用性。
[0003]储能作为新兴的技术产业，在工程中，特别是在电力系统中有着十分广泛的应用。储能在电力系统的辅助服务中，如调峰、调频、调压、备用、黑启动等，有其独特的优势。对比传统的火电机组，储能参与辅助服务时，在多个方面有优点突出。一是在调峰、调频、备用等服务上，储能具有响应快的特点，传统的火电机组在调峰等服务上响应较慢，在紧急的情况下可能造成经济上的损失，与此相比储能具有毫秒级的响应速度，能够按照完成调度指令实现服务。其次，储能具有环保性，对比火电机组参与备用，储能参与备用时能较好地发挥替代作用，从而减少煤炭的消耗和污染气体的排放。另外，储能可以消纳电网中多余的电量，一方面避免电量的浪费，减少经济的损失，另一方面降低了电网的运行风险，提升了电网的可靠性和安全性。储能参与备用，同时有助于消纳新能源，有效地应对风力发电、光伏发电等的不确定性、不稳定性。
[0004]然而，储能参与备用的研究较少，存在着较多的技术问题，且未得到解决。目前，储能参与备用时的运行状况的参与备用时的综合水平分析较少，有关的分析一般只借助直接得到的运行报告，若未来储能大规模地投运，现有的评估方法将难以适应，这一问题将制约储能技术的发展。为解决这一难题，需研究新的评估方法，而根据以上的分析可发现，采用主观法和客观法可准确地评估事件，基于此，本专利技术将提出一种新的储能参与备用的综合能力评估方法。储能参与备用的综合能力评估方法，与新型电力系统具有良好的协调性，具备准确性和实用性，是评估储能参与备用的综合能力的重要技术支撑。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题，就是提供一种储能参与备用的综合能力评估方法。该方法针对储能参与备用中评估不合理、不准确的问题，提出储能参与备用的综合能力评估方法，实现对储能参与备用在运行性能、经济性、环保性三个层面上的综合能力评估。考虑到储能参与备用的运行性能、经济性、环保性，构建储能参与备用的评估指标体系，提出
上层指标和下层指标。考虑到上层指标层次不同、相关性小、相互独立，提出上层指标权重计算方法；考虑到下层指标种类多，有庞大的数据量，指标间相关性小，提出下层指标权重计算方法；考虑到上层指标、下层指标的权重，建立储能参与备用的综合能力评估模型，实现了储能参与备用的综合能力评估。提出储能参与备用的综合能力评估方法，为储能参与备用的评估分析提供理论指导，为储能参与备用的发展改进方向提供必要的技术支撑。
[0006]解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]储能参与备用的综合能力评估方法，其特征在于：考虑到储能参与备用的运行性能、经济性、环保性，构建储能参与备用的评估指标体系，提出5个上层指标，即预测性能、运行水平、经济成本效益、环境效益和清洁度，提出9个下层指标，即系统备用调度满足度、系统备用预测准确率、储能充放电效率、正常工作时间比、故障恢复能力、投资成本率、投资效率、节煤指数、备用参与度。考虑到上层指标层次不同、相关性小、相互独立，提出基于层次分析法的上层指标权重计算方法；考虑到下层指标种类多，有庞大的数据量，指标间相关性小，提出基于熵权法的下层指标权重计算方法；考虑到上层指标、下层指标的权重，建立储能参与备用的综合能力评估模型，实现了储能参与备用的综合能力评估。提出储能参与备用的综合能力评估方法，为储能参与备用的评估分析提供理论指导，为储能参与备用的发展改进方向提供必要的技术支撑。
[0008]储能参与备用的综合能力评估方法，其特征是包括以下步骤：
[0009]S1预测性能。考虑储能参与备用的系统预测性能问题，提出系统备用调度满足度和系统备用预测准确率的概念和相应的评估方法，建立储能参与备用的预测性能评估模型。
[0010]S1.1系统备用调度满足度。系统备用调度满足度表示储能系统满足总备用需求的程度，是衡量储能参与备用预测性能的重要指标，其计算方法为：
[0011][0012]式中，S1为系统备用调度满足度；S
ess.a
为储能实际参与备用的容量，S
total
为总备用需求容量。
[0013]S1.2系统备用预测准确率。考虑备用容量的预测准确性，提出系统备用预测准确率，以判断储能备用需求预测的精准度，计算公式为：
[0014][0015]式中，S2为系统备用预测准确率；S
ess.p
为储能备用需求预测容量。
[0016]S2运行水平。运行水平是衡量储能系统以及整个电力系统优劣最为重要的指标之一，为保障系统的正常运行，提高系统的运行质量，有必要对储能系统的运行水平进行考核。通过数学原理，结合电力系统运行，建立储能充放电效率、正常工作时间比、故障恢复能力三个评判储能运行水平的指标。
[0017]S2.1储能充放电效率。充放电效率是储能系统的性能指标之一，结合电力系统的实际运行情况，假设储能以额定功率运行，则储能实际充放电效率的计算方法为：
[0018][0019]式中，η1为储能充放电效率；S
in
为储能单位时间内通过充放电实际送出或接收的容量；P
N
储能的额定充放电功率；t0为单位时间，一般取1h。
[0020]S2.2储能正常工作时间比。考虑储能的运行可靠性，提出储能正常工作时间比这一指标，计算公式为：
[0021][0022]式中，τ为储能正常工作时间比；T
n
为储能一年中正常工作的时间；T
total
为储能一年中投运的总时间。
[0023]S2.3故障恢复能力。为评判储能系统运行的安全性和可靠性，需考虑引入储能系统后的电力系统的故障恢复能力，指标的评估方法为：
[0024][0025]式中，G为故障恢复能力；t1为未引入储能时的故障恢复时间；t2为引入储能后的故障恢复时间。
[0026]S3经济成本。经济性是反映储能参与备用的综合能力的一个重要指标，提出上层指标经济成本，建立下层指标投资成本率和投资效率，可具体反映储能参与备用的经济性情况。
[0027]S3.1投资成本率。储能建设与投运的过程中主要产生建设和运维本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种储能参与备用的综合能力评估方法，其特征在于包括：步骤1：储能参与备用的综合能力评估指标体系的过程和方法。评估指标是指，用于评估储能参与备用的综合能力的统计指标，建立评估体系，满足储能参与备用的评估要求。储能参与备用的综合能力评估指标体系包括上层指标和下层指标，涉及储能的运行性能、经济性、环保性，具体内容如表2所示。步骤2：储能参与备用的综合能力指标计算的过程和方法。下层指标需要先通过计算得出，具体方法为：代入对应的公式，得到9个下层指标的m组数据集，表示成矩阵为B＝(b
ij
)9×
m
：步骤3：储能参与备用的综合能力评估指标权重的过程和方法。具体实施方式如下：(a)上层指标权重计算。设上层指标为I＝{I1,I2,I3,I4,I5}，比较各指标，用a
pq
表示I
p
相对于I
q
的权重，分析得到判断矩阵：A中元素取值范围是[1,9]且a∈Z，数值越大，代表I
p
比I
q
越重要。当元素为1，表示I
p
比I
q
同等重要。另外，当I
q
与I
p
比较时，应满足a
pq
×
a
qp
＝1，例如当a
pq
为3，则a
qp
为归一化处理A中元素：得到的以作为元素的新矩阵。按行相加新矩阵中的元素：归一化归一化ω
p
即为上层指标的权重系数。另外，需要对矩阵A进行一致性检验，首先计算一致性指标：
观察表1，找到相应的平均随机一致性指标RI。最后，计算一致性比例：若计算结果为CR＜0.1，矩阵A一致性合格；若计算结果为CR≥0.1，需要重新修正判断矩阵直到一致性通过。通过一致性通过后才可以使用计算得到的权重ω
i
。(b)下层指标权重计算。对9个评价指标，每个评价指标有m个数据，对第i个评价指标，它的第j个指标变量取值为b
ij
(i＝1,2,
…
,n；j＝1,2,
…
,m)，得到数据矩阵B＝(b
ij
)
n
×
m
。基于此，用熵权法实现下层指标的权重分配：通过B＝(b
ij
)<...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐惠玲，周治廷，王家能，严小珊，龙泳丞，吴智杰，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：