申请/专利权人：中国能源建设集团天津电力设计院有限公司;天津津电供电设计所有限公司

申请日：2023-12-19

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN117876017A

主分类号：G06Q30/0202

分类号：G06Q30/0202;G06Q30/0201;G06Q50/06;H02J3/00

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.30#实质审查的生效;2024.04.12#公开

摘要：本发明公开了一种基于经验模态分解和度电成本核算的省级储能规划方法。本发明所提出的省级储能规划方法包含数据输入与处理、储能设施平准化度电成本计算、不平衡功率序列经验模态分解等步骤，其中不平衡功率序列经验模态分解由中心频率数选择和经验模态分解两个环节构成。数据输入与处理包括风电数据、光伏数据、负荷数据、可控电源数据和联络线数据；储能设施平准化度电成本计算包括储能平准化度电成本构成、储能平准化度电成本计算；不平衡功率序列经验模态分解完成中心频率数选择和经验模态分解。本发明解决现有省级储能规划配置方法中仅考虑技术性指标或仅考虑经济性指标以及调频和调峰需求的储能配置缺乏统一计算方法的问题。

主权项：1.一种基于经验模态分解和度电成本核算的省级储能规划配置方法，其特征是，按照下述步骤进行：第1步：数据输入与处理，数据包括风电数据、光伏数据、负荷数据、可控电源数据和联络线数据；所述风电数据处理按照下述步骤实现：①利用省内主要测风塔年测风数据得到风机轮毂高度处风速，时间分辨率按满足储能规划时间尺度要求：不大于15min；②根据省内风电装机规划容量和分布情况，结合省内各区域的全年轮毂高度处风速，通过出力模型得到省内全年风电出力数据； 式中，PWv为风机功率，v为某时刻风速，vci为切入风速，vco为切出风速，vR为额定风速，CP为风机功率系数，A为风机叶片扫过面积，ρ为空气密度；③提取省内各区域风电出力场景特征，利用场景生成方法得到省内各区域的多个风电出力场景数据，进一步得到多个省内全年风电出力数据；④对所得到的多个省内全年风电出力数据进行场景校验，舍弃不满足波动性、随机性指标要求的场景，获得满足指标要求的N个场景；⑤在需要生成多年风电出力场景时，需采用多年主要测风塔测风数据，以获得多年风速变化特征；所述光伏数据处理按照下述步骤实现：①获取省内全年光照数据，依据省内各区域特征得到各区域的光照数据，时间分辨率按满足储能规划时间尺度要求：不大于15min；②根据省内光伏装机规划容量和分布情况，结合省内各区域的光照数据，通过出力模型得到全年省内光伏出力数据； 式中，PVI为光伏功率，PR为光伏发电在标准情况下的额定功率，I为某时刻光照，ISTD为标准条件下的光照强度，一般取1kWm2，α为温度系数，取0.003-0.005℃，T为光伏电池温度，TSTD为标准光伏电池温度，通常取25℃；③提取省内各区域光伏出力场景特征，利用场景生成方法得到省内各区域的多个光伏出力场景数据，进一步得到多个省内全年光伏出力数据；④对所得到的多个省内全年光伏出力数据进行场景校验，舍弃不满足波动性、随机性指标要求的场景，获得满足指标要求的N个场景；⑤在需要生成多年光伏出力场景时，需采用多年省内光照数据，以获得多年光照变化特征，如果不需要进行跨年储能规划，则可忽略此步骤；所述负荷数据处理按照下述步骤实现：①获取省内全年负荷数据，得到全年负荷时间序列及负荷分布曲线，时间分辨率按满足储能规划时间尺度要求：不大于15min；②提取省内日负荷、月负荷、全年负荷的负荷场景特征，利用场景生成方法得到省内多个全年负荷场景数据；③对得到的省内多个全年负荷场景数据进行日负荷、月负荷和全年负荷的负荷指标计算并校验场景合理性，舍弃不满足波动性、随机性指标要求的场景，获得满足指标要求的N个场景；④根据省内经济发展规划和用电量预测，对获得的满足指标要求的N个场景进行修正，以包含负荷增长的影响，满足省内储能规划对负荷数据的要求；⑤在需要生成多年负荷场景数据时，需采用多年省内负荷数据，以获得多年负荷变化特征，如果不需要进行跨年储能规划，则可忽略此步骤；所述可控电源数据处理按照下述步骤实现：①获取省内可控电源的装机容量和调节能力数据，可控电源包括火力发电、水电、生物质发电和集中式储能；②根据省内经济发展规划和可控电源装机规划，预测目标年各类可控电源规划装机容量和调节能力；③获取省内可控电源的全年出力时间序列，并提取可控电源出力场景特征，结合风电、光伏、负荷全年功率时间序列，利用场景生成方法得到省内N个全年可控电源出力场景；所述联络线数据处理按照下述步骤实现：①获取已有省间联络线通道情况，包含最大输送容量、频率控制方式、功率调节能力的数据；②根据省间联络线通道规划以及联络线规划落点情况，预测目标年省间联络线通道的最大输送容量和功率调节能力；③获取省间联络线通道的全年功率时间序列，并提取联络线传输功率场景特征，结合风电、光伏、负荷、可控电源功率时间序列，利用场景生成方法得到N个全年省间联络线通道的传输功率场景；第2步：储能设施平准化度电成本计算，包括储能平准化度电成本构成、储能平准化度电成本计算；储能平准化度电成本构成包括初始投资成本、运行维护成本和购电成本；储能设备平准化度电成本按下式计算： 式中，LCOSi为全寿命周期内第i年的平准化度电成本，Capi为第i年的投资成本，即设备折旧，Opei为第i年的运维维护成本，Elei为第i年的充放电量； 式中，d为折现率，n为储能设备运行年限，Prate为储能额定功率kW，CP为单位功率成本元kW，Erate为储能额定能量kWh，CE为单位能量成本元kWh；Opei＝Prate×CP+Erate×CE×CO5式中，CO为年运行维护成本系数；Elei＝Erate×ncyc×ηi×SOHi6式中，ncyc为储能设备年循环次数，并假定每年有相同的循环次数，ηi为第i年储能运行效率，并认为在该年中储能设备运行效率不变，SOHi为第i年储能健康度，并认为在该年中储能设备健康度不变；由式3可知，储能设备各年的平准化度电成本将随第i年的充放电量而变化；第3步：不平衡功率序列经验模态分解包括中心频率数选择和经验模态分解；所述中心频率数选择按照如下步骤实现：对于得到的N组省级电网全年不平衡功率时间序列，对其进行傅里叶变换，如下式所示，得到每组时间序列的频谱分布； 式中，xin为第i组省级电网全年不平衡功率时间序列，Xiw为离散时间序列的傅里叶变换；将N组时间序列的傅里叶频谱叠加后取均值，得到用于分解层数选择的期望频谱曲线，如下式 式中，为期望频谱曲线，该期望频谱曲线将用于分解层数选择；根据不平衡功率时间序列的时间分辨率，确定需储能设备响应的最高频率，最高频率可按下式估计： 式中，fmax为需储能设备响应的最高频率，TS为不平衡功率时间序列的时间分辨率；选取期望频谱分布的较低频段，使之具有一定的频谱幅度，同时能够覆盖跨季度储能的配置需求，确定fmin；所述经验模态分解按照下述步骤实现：依据前一步骤确定的中心频率数m，将N组省级电网全年不平衡功率时间序列代入以下两式，计算每组时间序列的中心频率值和在中心频率处的幅值： 式中，{um}＝{u1,u2,...,um}为m个本征模态函数，{wm}＝{w1,w2,...,wm}为各本征模态函数的中心频率，ft为原始函数； 上式为拉格朗日表达式，式中，α为惩罚因子，λ为拉格朗日乘子；通过计算上述两式，得到N组中心频率值及中心频率处的幅值，对在相近频段的中心频率及其幅度取均值，获得m个中心频率和m个中心频率处幅值，即完成经验模态分解并得到了对应主要时间尺度的频率分量，即得到了储能配置结果。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国能源建设集团天津电力设计院有限公司;天津津电供电设计所有限公司 基于经验模态分解和度电成本核算的省级储能规划方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD