基于需求响应的光储一体化调度方法、装置、设备及介质与流程

本发明涉及储能系统智能调度，具体涉及基于需求响应的光储一体化调度方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、随着全球能源结构转型与可再生能源的持续发展，光伏-储能一体化系统在提高能源利用效率和电网稳定性方面的效用日益凸显。光储一体化系统能够在光伏发电过剩时存储电量，并在光伏出力不足或负荷高峰时释放电量，减少对上级电网的压力，提升可再生能源利用率和电力系统灵活性，并在一定程度上削减用电成本，可有效缓解光伏发电间歇性、不确定性等给电力系统稳定性带来的挑战。当前，光储一体化系统在智慧园区、虚拟电厂等新型能源场景中的应用范围逐步拓展。

2、为更好利用光储一体化系统双向灵活调度资源，提高储能系统的经济性，需求响应机制可纳入光储一体化系统调度决策依据，通过降低需求响应时段储能充电负荷，获取一定的需求响应补贴收益。然而传统的光储一体化调度策略往往忽视了参与需求响应的经济效益，在制定调度方案时也未能充分挖掘储能系统在参与需求响应调度中的潜力。此外，目前大用户在进行用电管理时仅关注电度电费，但实际上基本电费开支占比不容小觑，可通过需量管理节约基本电费开支。因此在考虑光储一体化调度策略时，需要纳入需量管理思想，更好实现用户最优用电管理。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了基于需求响应的光储一体化调度方法、装置、设备及介质，以解决现有技术中的光储一体化调度未能充分挖掘储能系统在参与需求响应调度中的潜力的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种基于需求响应的光储一体化调度方法，方法包括：获取目标调度周期内光储一体化系统的参数信息，参数信息包括负荷和功率信息、电价信息、储能和光伏参数信息以及需求响应信息；基于参数信息构建光储一体化系统运行时的约束条件和经济性最优时的目标函数；根据约束条件对目标函数求解，得到光储一体化系统在参与需求响应的目标调度周期内储能设备功率调度策略与电池荷电状态配置策略。

3、本发明实施例提供的基于需求响应的光储一体化调度方法，通过获取目标调度周期内光储一体化系统包括负荷和功率信息、电价信息、储能和光伏参数信息以及需求响应信息等的参数信息，基于参数信息构建光储一体化系统运行时的约束条件和经济性最优时的目标函数；根据约束条件对目标函数求解，得到光储一体化系统在参与需求响应的目标调度周期内储能设备功率调度策略与电池荷电状态配置策略。由此，该方法在园区、微电网层面储能调度策略中考虑了光伏-储能一体化的优化方案，有助于更高效地管理和调度光储资源，应对光伏发电的不稳定性。同时，在制定光储一体化优化调度策略时，充分考虑了系统参与需求响应的特定场景，解决了在制定调度方案时也未能充分挖掘储能系统在参与需求响应调度中的潜力的问题。

4、在一种可选的实施方式中，目标函数基于目标调度周期内光储一体化系统的总成本与总收益和总效益的差值确定。

5、本实施例中，在目标函数中融合光储一体化系统的效益、收益、成本部分，涵盖多个经济指标维度，使得优化目标函数可以更为准确、全面地反映储能调度周期中的经济效益。

6、在一种可选的实施方式中，目标调度周期内光储一体化系统的总效益由光伏自发自用效益、系统范围内进行需量管理所产生的需量管理效益以及储能峰谷套利效益之和确定；

7、光伏自发自用效益采用如下公式计算：

8、

9、pload(t)＝pstation(t)+pbuilding(t)+pchar(t)

10、式中，表示光伏自发自用效益，λ(t)表示t时刻对应分时电价，ppv(t)表示t时刻光伏功率，pload(t)表示系统t时刻各类负荷之和，pstation(t)表示t时刻接入光储一体化系统的充电桩负荷，pvuilding(t)表示t时刻接入光储一体化系统的楼宇负荷，pchar(t)表示t时刻储能充电负荷，t表示目标调度周期；

11、系统范围内进行需量管理所产生的需量管理效益采用如下公式计算：

12、cdm_0＝pbase×pm

13、cdm＝pbase×max{pspike,ppeak,pshoulder,pxalley}

14、δcdm＝(cdm0-cdm)/d

15、式中，cdm_0表示该系统按最高负荷限额需量计算的历史最高基本电费，pbase表示基本电费单价，pm为该系统最高负荷限额，cdm表示进行需量管理时，按照实际需量计算的基本电费，pspike、ppeak、pshoulder、pvalley分别表示计算周期内尖、峰、平、谷时段需量的实际值，δcdm为对应月份进行需量管理分摊后的日均需量管理效益，d表示对应月份天数；

16、储能峰谷套利效益采用如下公式计算：

17、

18、式中，δcbat表示储能峰谷套利效益，pdis(t)表示t时刻储能放电功率，pchar(t)表示t时刻储能充电功率。

19、本实施例中，在确定总效益时，考虑系统范围内进行需量管理所产生的需量管理效益，从而使得最终优化调度策略更具可执行性；

20、在一种可选的实施方式中，目标调度周期内光储一体化系统的总收益由光伏余量上网收益和系统参与需求响应补贴收益之和确定；

21、光伏余量上网收益采用如下公式计算：

22、

23、式中，υsale(t)为t时光伏上网价格；

24、系统参与需求响应补贴收益采用如下公式计算：

25、

26、式中，cdr表示系统参与需求响应补贴收益，i表示该系统参与的第i次需求响应，n表示目标日单日参与需求响应次数，ti,start、ti,end分别为第i次需求响应的开始、终止时间；λdr,i(ti)表示参与的第i次需求响应对应t时刻的需求响应补偿单价，pdr,i(ti)表示参与的第i次需求响应对应时段的有效响应量；pdr,i(ti)采用如下公式计算：

27、pdr,i(ti)＝pbase,i(ti)-pload(ti)

28、式中，pbase,i(ti)表示响应基线，pload(ti)表示ti时段系统各类负荷之和。

29、在一种可选的实施方式中，目标调度周期内光储一体化系统的总成本由光储一体化系统从上级电网购电的成本、目标日储能生命周期成本以及目标日光伏生命周期成本之和确定；

30、光储一体化系统从上级电网购电的成本采用如下公式计算：

31、

32、式中，cbuy表示光储一体化系统从上级电网购电的成本，cdm表示进行需量管理时，按照实际需量计算的基本电费，ppre(t)为时段日前净负荷预测值，pbat(t)为t时段储能系统的充放电功率；

33、目标日储能生命周期成本采用如下公式计算：

34、cess＝lcoebate0

35、式中，lcoebat表示储能全生命周期度电成本，e0表示目标日储能处理电量，lcoebat采用如下公式表示：

36、

37、式中，cinv表示储能系统初始投资成本，co&m表示储能系统运维成本，crepl表示储能系统替换成本，crec表示储能设备回收残值，esum为储能系统全生命周期总处理电量；

38、储能系统初始投资成本采用如下公式计算：

39、cinv＝γppess+γeeess

40、式中，γp表示储能单位功率投资成本，pess为储能的额定功率，γe表示储能单位容量投资成本，eess为储能的额定容量；

41、储能系统运维成本采用如下公式计算：

42、

43、式中，∈o为储能的单位功率年运行维护成本，∈m为储能的单位容量年运行维护成本系数，r为折现率，m为储能系统运行年份，包含换电后年份，m表示生命周期年限；

44、储能系统替换成本采用如下公式计算：

45、

46、式中，nrepl表示替换次数，πrepl为每次单位容量替换成本；

47、储能设备回收残值采用如下公式计算：

48、crec＝σrecrrec

49、式中，σrec为储能电站回收残值与系统成本的比值，rrec是容量型场景下储能技术的系统残值；

50、储能系统全生命周期总处理电量采用如下公式计算：

51、esum＝kdodρτeess

52、式中，k表示储能系统在设计dod下的循环次数，dod为储能电池放电深度dod，ρ为储能系统能量效率，τ为储能系统每次循环的等效容量保持率，；

53、光伏目标日生命周期成本采用如下公式计算：

54、

55、式中，lcoepv表示光伏全生命周期度电成本；

56、光伏全生命周期度电成本采用如下公式计算：

57、

58、式中，cinv_pv表示光伏初始投资成本，co&m_pv表示光伏生命周期内总运行维护成本，esum_pv表示光伏生命周期总发电量，其中，

59、cinv_pv＝cinv_pvepv

60、

61、式中，cinv_pv为光伏电站单位容量初始投资成本，单位为元/w；epv表示光伏电站额定容量，单位为w；co&m_pv表示光伏电站年度单位运维成本，单位为元/(w·年)。

62、在一种可选的实施方式中，约束条件包括：功率平衡约束、需量管理约束、储能电池电量约束、需求响应负荷约束、响应次数与响应时长约束、储能电池荷电状态约束。

63、在一种可选的实施方式中，需量管理约束采用如下公式表示：

64、pstation(t)+pbuilding(t)+pchar(t)≤pmax

65、式中，pmax为所设定的负荷最高限额，pstation(t)表示充电桩负荷，pbuilding(t)表示楼宇负荷，pchar(t)表示t时刻储能充电功率。

66、本实施例中，在约束条件中综合了系统功率、需量管理、储能电池电量、需求响应负荷、需求响应次数与时长、储能电池荷电状态等方面，进一步提升调度策略在实际应用场景中的可行性和有效性。

67、第二方面，本发明提供了一种基于需求响应的光储一体化调度装置，装置包括：参数获取模块，用于获取目标调度周期内光储一体化系统的参数信息，参数信息包括负荷和功率信息、电价信息、储能和光伏参数信息以及需求响应信息；条件和函数构建模块，用于基于参数信息构建光储一体化系统运行时的约束条件和经济性最优时的目标函数；调度策略确定模块，用于根据约束条件对目标函数求解，得到光储一体化系统在参与需求响应的目标调度周期内储能设备功率调度策略与电池荷电状态配置策略。

68、第三方面，本发明提供了一种计算机设备，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的基于需求响应的光储一体化调度方法。

69、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的基于需求响应的光储一体化调度方法。

70、第五方面，本发明提供了一种计算机程序产品，包括计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的基于需求响应的光储一体化调度方法。

技术特征：

1.一种基于需求响应的光储一体化调度方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标函数基于目标调度周期内光储一体化系统的总成本与总收益和总效益的差值确定。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，目标调度周期内光储一体化系统的总效益由光伏自发自用效益、系统范围内进行需量管理所产生的需量管理效益以及储能峰谷套利效益之和确定；

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，目标调度周期内光储一体化系统的总收益由光伏余量上网收益和系统参与需求响应补贴收益之和确定；

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，目标调度周期内光储一体化系统的总成本由光储一体化系统从上级电网购电的成本、目标日储能生命周期成本以及目标日光伏生命周期成本之和确定；

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述约束条件包括：功率平衡约束、需量管理约束、储能电池电量约束、需求响应负荷约束、响应次数与响应时长约束、储能电池荷电状态约束。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述需量管理约束采用如下公式表示：

8.一种基于需求响应的光储一体化调度装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种计算机设备，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1至7中任一项所述的基于需求响应的光储一体化调度方法。

技术总结
本发明涉及储能系统智能调度技术领域，具体涉及基于需求响应的光储一体化调度方法、装置、设备及介质。该方法获取目标调度周期内光储一体化系统参数信息，基于参数信息构建光储一体化系统运行时的约束条件和经济性最优时的目标函数；根据约束条件对目标函数求解，得到光储一体化系统在参与需求响应的目标调度周期内储能设备功率调度策略与电池荷电状态配置策略。该方法在储能调度策略中考虑了光伏‑储能一体化的优化方案，有助于更高效地管理和调度光储资源，应对光伏发电的不稳定性。在制定光储一体化优化调度策略时，充分考虑了系统参与需求响应的特定场景，解决了在制定调度方案时未能充分挖掘储能系统在参与需求响应调度中的潜力的问题。

技术研发人员：叶晓冬,鞠津京,曾睿,江毅奋,梁晖,滕彦,杭旭超
受保护的技术使用者：上海勘测设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5