首页 / 专利库 / 银行与财务事项 / 收益曲线 / 一种新能源高渗透背景下多维提升储能价值的方法

一种新能源高渗透背景下多维提升储能价值的方法

阅读:133发布:2020-07-21

专利汇可以提供一种新能源高渗透背景下多维提升储能价值的方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种新 能源 高渗透背景下多维提升储能价值的方法,包括以下步骤:对储能运行价值进行分析;建立储能成本寿命模型;基于对储能运行价值的综合分析,构建储能综合效益体系;构建价值评估模型。该技术方案从储能电站的平抑 波动 、 削峰 填谷、改善 电能 质量 、提高供电可靠性和降低线损这五个方向进行数据分析,实现储能综合经济价值的量化评估,结合储能成本寿命模型指导储能电站规划及运行策略选取、补贴政策制定、投资收益率及回收期测算,实现分布式储能发展,促进配网建设的内涵增效。,下面是一种新能源高渗透背景下多维提升储能价值的方法专利的具体信息内容。

1.一种新能源高渗透背景下多维提升储能价值的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)对储能运行价值进行分析;
(2)建立储能成本寿命模型;
(3)基于对储能运行价值的综合分析,构建储能综合效益体系;
(4)构建价值评估模型。
2.根据权利要求1所述的一种新能源高渗透背景下多维提升储能价值的方法,其特征在于,所述步骤(1)包括平抑波动,辅助新能源按计划曲线出,促进消纳,建立新能源-储能联合运行模型:
Pu=Pb+Pg
Pu表示新能源-储能联合出力,Pb表示储能电站出力,Pg表示光伏出力。
平抑波动、促进新能源消纳、降低污染环境成本所提升的社会年收益V1:
其中,e(t)表示t时段电价; 分别表示储能t时段作为电源、负荷时的出力,t+、—
t 分别表示储能电站作为电源、负荷的时段。
3.根据权利要求1所述的一种新能源高渗透背景下多维提升储能价值的方法,其特征在于,所述步骤(1)包括平抑波动削峰填谷,拉平负荷曲线,低储高发赚取差价,建立配网台区负荷模型Lp为:
Lp=Ld+Pb+Pg
其中,Ld表示用户负荷。通过Adaboost算法聚类分析,以一天24个小时为分析周期,采用Adaboost算法对各个小时的光伏出力、储能出力和负荷数据进行聚类分析。
4.根据权利要求3所述的一种新能源高渗透背景下多维提升储能价值的方法,其特征在于,所述AdaBoost集成学习算法的样本为(ld,i,pb,i,pg,i),i=1,2,3,...,N,弱分类器集合H=(h1,h2,h3,...,hn),构建强分类器表达式:
储能电站削峰填谷、低储高发赚取峰谷差价的年经济收益V2:
其中,muec,i表示第i种污染物排放环境负荷量单位成本,为:元/克;Qi表示第i种污染物质量;n表示为排放污染物总数;Es,out表示新能源发电量。
5.根据权利要求1所述的一种新能源高渗透背景下多维提升储能价值的方法,其特征在于,所述步骤(1)包括提高配网供电可靠性的年收益V3:
V3=EENSRCE·RIEA
其中,EENSRCE表示储能电站运行后所降低得缺电量期望值;RIEA表示停电损失评价。
6.根据权利要求1所述的一种新能源高渗透背景下多维提升储能价值的方法,其特征在于,所述步骤(1)包括储能电站改善电能质量,提高设备使用寿命和降低残次品,降低经济损失,获得的年收益V4:
其中,λ、μ分别表示电压越上限、越下限造成的评估损失权重; 分别表示电压越上限、下限次数期望值;Rup,loss、Rlw,loss分别表示电压越上限、下限造成的损失,单位:元/次。
7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的一种新能源高渗透背景下多维提升储能价值的方法,其特征在于,所述步骤(1)包括降低线损的年收益V5:
其中,表示线损期望值; 表示线路年输入电量期望值;ep表示电度电价。
8.根据权利要求1所述的一种新能源高渗透背景下多维提升储能价值的方法,其特征在于,所述步骤(2)储能成本包括储能装置的投资成本和运维成本,所述储能装置的投资成本包括电能转换设备成本和储能系统成本,参考年运行成本与充放电总循环次数和投资建设成本的关系,其投资成本C1可表示为:
C1=2λpkpPN+λwkwWN
其中,PN为电池的额定功率,WN为蓄电池的额定蓄电量,kp为电能转换设备单位造价,kw为蓄电池系统单位造价,λp并网设备固定资产折旧率,λw表示计及蓄电池组充放电次数的资产折旧率。
9.根据权利要求8所述的一种新能源高渗透背景下多维提升储能价值的方法,其特征在于,所述储能装置的运维成本C2由其规模确定,可以表示为:
C2=CmPN
其中,Cm为储能单位容量的年运行维护成本。
10.根据权利要求1所述的一种新能源高渗透背景下多维提升储能价值的方法,其特征在于,所述步骤(4)价值评估模型为:
其中,V表示储能电站的年净收益;C1表示储能投资年折算成本;C2表示储能运维年折算成本; 分别表示各类型收益的权重系数。

说明书全文

一种新能源高渗透背景下多维提升储能价值的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及电领域,尤其涉及一种新能源高渗透背景下多维提升储能价值的方法。

背景技术

[0002] 近年来,光伏、电等新能源发展势头愈来愈猛,但其出力的随机波动性,对电网的安全稳定运行带来不可忽视的风险。因此,为平抑新能源固有的随机波动性,降低电网安全运行风险,储能作为前瞻性技术,将发挥巨大作用。但整体来说,目前我国储能产业仍存在缺乏系统性支持政策、市场机制尚未建立,产业发展缺少统筹谋划等问题,在储能的效益分析上,往往只是考虑常规的削峰填谷,缺乏全方位多维度的深入研究,严重低估了储能的真实价值。
[0003] 中国专利文献CN106022627A公开了一种“基于数据处理的储能应用价值评估方法及系统”。采用了方法包括:确定分布式光伏发电系统接入配电网场景下,配电网中储能设备的接入点;确定配电网中需要改造的线路;至少以电网线路改造,限电,储能设备投资的技术措施为基础,确定技术措施组合,所述技术措施组合分为应用储能设备的技术措施组合,和不应用储能设备的技术措施组合;确定应用储能设备的技术措施组合,及不应用储能设备的技术措施组合的成本;以所确定的成本,评估储能设备在支撑分布式光伏发电系统接入配电网中的价值。该评估方式仅针对储能设备之外的电路改造和组合,针对方向太过单一,无法全方面地对储能系统进行评估并优化以达到多维提高储能价值的目的。

发明内容

[0004] 本发明主要解决原有的无法全方面地对储能系统进行评估并优化的技术问题,提出一种新能源高渗透背景下多维提升储能价值的方法,根据储能电站的运行数据,从储能电站的平抑波动、削峰填谷、改善电能质量、提高供电可靠性和降低线损这五个方向进行数据分析,实现储能综合经济价值的量化评估,结合储能成本寿命模型指导储能电站规划及运行策略选取、补贴政策制定、投资收益率及回收期测算,实现分布式储能发展,促进配网建设的内涵增效。
[0005] 本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:本发明包括以下步骤:
[0006] (1)对储能运行价值进行分析;提高储能运行价值的方式包括:平抑波动,辅助新能源按计划曲线出力,促进消纳;平抑波动削峰填谷,拉平负荷曲线,低储高发赚取差价;提高配网供电可靠性;储能电站改善电能质量,提高设备使用寿命和降低残次品,降低经济损失;降低线损。
[0007] (2)建立储能成本寿命模型;储能成本包括储能装置的投资成本和运维成本。
[0008] (3)基于对储能运行价值的综合分析,构建储能综合效益体系;将储能电站在整个电力能源价值链的功能作用以及效益进行深入分析,为包括电网公司、用户和社会政府主体的储能设备所有者和收益者提供明确的效益体系。
[0009] (4)构建价值评估模型。
[0010] 作为优选,所述的步骤(1)包括平抑波动,辅助新能源按计划曲线出力,促进消纳,建立新能源-储能联合运行模型:
[0011] Pu=Pb+Pg
[0012] Pu表示新能源-储能联合出力,Pb表示储能电站出力,Pg表示光伏出力。
[0013] 平抑波动、促进新能源消纳、降低污染环境成本所提升的社会年收益Pu:
[0014]
[0015] 其中,e(t)表示t时段电价; 分别表示储能t时段作为电源、负荷时的出力,t+、t—分别表示储能电站作为电源、负荷的时段。
[0016] 作为优选,所述的步骤(1)包括平抑波动削峰填谷,拉平负荷曲线,低储高发赚取差价,建立配网台区负荷模型Lp为:
[0017] Lp=Ld+Pb+Pg
[0018] 其中,Ld表示用户负荷。通过Adaboost算法聚类分析,以一天24个小时为分析周期,采用Adaboost算法对各个小时的光伏出力、储能出力和负荷数据进行聚类分析。
[0019] 作为优选,所述的AdaBoost集成学习算法的样本为(ld,i,pb,i,pg,i),i=1,2,3,...,N,弱分类器集合H=(h1,h2,h3,...,hn),构建强分类器表达式:
[0020]
[0021] 储能电站削峰填谷、低储高发赚取峰谷差价的年经济收益V2:
[0022]
[0023] 其中,muec,i表示第i种污染物排放环境负荷量单位成本,为:元/克;Qi表示第i种污染物质量;n表示为排放污染物总数;Es,out表示新能源发电量。
[0024] 作为优选,所述的步骤(1)包括提高配网供电可靠性的年收益V3:
[0025] V3=EENSRCE·RIEA
[0026] 其中,EENSRCE表示储能电站运行后所降低得缺电量期望值;RIEA表示停电损失评价。
[0027] 作为优选,所述的步骤(1)包括储能电站改善电能质量,提高设备使用寿命和降低残次品,降低经济损失,获得的年收益V4:
[0028]
[0029] 其中,λ、μ分别表示电压越上限、越下限造成的评估损失权重; 分别表示电压越上限、下限次数期望值;Rup,loss、Rlw,loss分别表示电压越上限、下限造成的损失,单位:元/次。
[0030] 作为优选,所述的步骤(1)包括降低线损的年收益V5:
[0031]
[0032] 其中,表示线损期望值; 表示线路年输入电量期望值;ep表示电度电价。
[0033] 作为优选,所述的步骤(2)储能成本包括储能装置的投资成本和运维成本,所述储能装置的投资成本包括电能转换设备成本和储能系统成本,参考年运行成本与充放电总循环次数和投资建设成本的关系,其投资成本C1可表示为:
[0034] C1=2λpkpPN+λwkwWN
[0035] 其中,PN为电池的额定功率,WN为蓄电池的额定蓄电量,kp为电能转换设备单位造价,kw为蓄电池系统单位造价,λp并网设备固定资产折旧率,λw表示计及蓄电池组充放电次数的资产折旧率。
[0036] 作为优选,所述的储能装置的运维成本C2由其规模确定,可以表示为:
[0037] C2=CmPN
[0038] 其中,Cm为储能单位容量的年运行维护成本。
[0039] 作为优选,所述的步骤(4)价值评估模型为:
[0040]
[0041] 其中,V表示储能电站的年净收益;C1表示储能投资年折算成本;C2表示储能运维年折算成本; 分别表示各类型收益的权重系数。
[0042] 本发明的有益效果是:从储能电站的平抑波动、削峰填谷、改善电能质量、提高供电可靠性和降低线损这五个方向进行数据分析,实现储能综合经济价值的量化评估,结合储能成本寿命模型指导储能电站规划及运行策略选取、补贴政策制定、投资收益率及回收期测算,实现分布式储能发展,促进配网建设的内涵增效。

具体实施方式

[0043] 下面通过实施例,对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
[0044] 实施例:本实施例的一种新能源高渗透背景下多维提升储能价值的方法,包括以下步骤:
[0045] (1)对储能运行价值进行分析。
[0046] 1.平抑波动,辅助新能源按计划曲线出力,促进消纳,建立新能源-储能联合运行模型:
[0047] Pu=Pb+Pg
[0048] Pu表示新能源-储能联合出力,Pb表示储能电站出力,Pg表示光伏出力。通过采集光伏平台遥测数据及储能电站运行数据,对比储能投入前、后,对比新能源功率波动量最大值及平均值。
[0049] 平抑波动、促进新能源消纳、降低污染环境成本所提升的社会年收益V1:
[0050]
[0051] 其中,e(t)表示t时段电价; 分别表示储能t时段作为电源、负荷时的出力,t+、t—分别表示储能电站作为电源、负荷的时段。
[0052] 2.平抑波动削峰填谷,拉平负荷曲线,低储高发赚取差价,建立配网台区负荷模型Lp为:
[0053] Lp=Ld+Pb+Pg
[0054] 其中,Ld表示用户负荷。通过Adaboost算法聚类分析,以一天24个小时为分析周期,采用Adaboost算法对各个小时的光伏出力、储能出力和负荷数据进行聚类分析。
[0055] AdaBoost集成学习算法的样本为(ld,i,pb,i,pg,i),i=1,2,3,...,N,弱分类器集合H=(h1,h2,h3,...,hn),构建强分类器表达式:
[0056]
[0057] 储能电站削峰填谷、低储高发赚取峰谷差价的年经济收益V2:
[0058]
[0059] 其中,muec,i表示第i种污染物排放环境负荷量单位成本,为:元/克;Qi表示第i种污染物质量;n表示为排放污染物总数;Es,out表示新能源发电量。
[0060] 3.分布式储能作为电源,可提升配网台区负荷供电能力,提高供电充裕度。结合台区历史停电情况,通过可靠性分析计算,计算该台区缺电量期望值EENS。储能电站提高了供电可靠性,减少了停电损失。
[0061] 提高配网供电可靠性的年收益V3:
[0062] V3=EENSRCE·RIEA
[0063] 其中,EENSRCE表示储能电站运行后所降低得缺电量期望值;RIEA表示停电损失评价。
[0064] 4.通过对配变电压数据的挖掘分析,电压越上限频次绝大部分出现在夜间负荷低谷及午间光伏大发时间段,而当储能电站投入运行后,在上述时间段作为负荷、进行充电时,极大地缓解了夜间及午间电压越上限的情况;电压越下限频次主要发生在晚间负荷峰值时,储能投入后亦有明显的改善。
[0065] 储能电站改善电能质量,提高设备使用寿命和降低残次品,降低经济损失,获得的年收益V4:
[0066]
[0067] 其中,λ、μ分别表示电压越上限、越下限造成的评估损失权重; 分别表示电压越上限、下限次数期望值;Rup,loss、Rlw,loss分别表示电压越上限、下限造成的损失,单位:元/次。
[0068] 5.储能电站作为灵活的负荷侧控制手段,可削峰填谷、提升新能源消纳,促进负荷就地平衡,减少功率传输,降低线损。通过对同期线损系统历史数据进行挖掘分析,可得出储能投运后月线损期望值较原线损下降数值。
[0069] 降低线损的年收益V5:
[0070]
[0071] 其中,表示线损期望值; 表示线路年输入电量期望值;ep表示电度电价。(2)建立储能成本寿命模型。储能成本包括储能装置的投资成本和运维成本。
[0072] 储能装置的投资成本主要包括电能转换设备成本(包括交流侧变压器断路器、整流/逆变系统)和储能系统成本(主要为蓄电池组和电池组管理系统),参考年运行成本与充放电总循环次数和投资建设成本的关系,其投资成本C1可表示为:
[0073] C1=2λpkpPN+λwkwWN
[0074] 其中,PN为蓄电池的额定功率,WN为蓄电池的额定蓄电量,kp为电能转换设备单位造价,kw为蓄电池系统单位造价,λp并网设备固定资产折旧率,λw表示计及蓄电池组充放电次数的资产折旧率。
[0075] 储能装置的运维成本C2主要由其规模确定,可以表示为:
[0076] C2=CmPN
[0077] 其中,Cm为储能单位容量的年运行维护成本。
[0078] (3)基于对储能运行价值的综合分析,构建储能综合效益体系。通过对步骤(1)五种优化方式的分析,构建清晰完整的储能综合效益体系,如下表所示,将储能电站在整个电力能源价值链的功能作用以及效益进行深入分析,为包括电网公司、新能源投资商(用户)和社会政府主体的储能设备所有者和收益者提供明确的效益体系。
[0079]
[0080]
[0081] (4)构建价值评估模型。价值评估模型为:
[0082]
[0083] 其中,V表示储能电站的年净收益;C1表示储能投资年折算成本;C2表示储能运维年折算成本; 分别表示各类型收益的权重系数。将步骤(1)中的五种优化方式进行汇总,对储能系统进行综合分析并优化,多维提升储能系统的储能价值。
高效检索全球专利

专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。

申请试用

分析报告

专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。

申请试用

QQ群二维码
意见反馈