一种计及高龄光伏出力衰减的配电网储能经济优化配置方法与流程

allin2025-04-26  35


本发明属于储能优化配置领域,具体涉及一种计及高龄光伏出力衰减的配电网储能经济优化配置方法。


背景技术:

1、分布式光伏的爆发式增长,会造成配电网光伏消纳困难以及部分节点电压抬升等问题,可通过合理配置储能解决。目前电化学储能投资建设成本昂贵且使用寿命有限,储能的额定容量、额定功率和运行策略很大程度上决定了储能的经济成本。随着光伏运行年限的增加,光伏发电设备高龄化趋势日益凸显,未来会出现大规模未安装储能的高龄光伏接入配电网,发电效率衰减的高龄光伏出力直接影响储能功率和容量的配置,如何针对不同投运年限高龄光伏合理配置储能,对保证储能在经济性和技术性上配置最优具有重要意义。

2、目前在储能配置经济性上,一般以储能投资成本最小或者收益最大为优化目标。常用的储能配置经济性指标包括储能投资建设成本、储能总运行成本、峰谷套利收益以及投资主体利益最大等,基于储能的直接成本及收益,研究人员从多个方面对储能配置的经济性进行了优化。

3、但高龄光伏出力衰减影响储能配置的功率和容量,进而直接影响储能的投资建设成本,而目前光伏出力衰减对储能配置经济性的影响研究相对较少。储能配置研究未考虑光伏发电效率的衰减特性以及储能配置的滞后性,会造成实际储能配置方案过于保守,缺乏经济性。


技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服上述现有技术的不足之处,提出一种计及高龄光伏出力衰减的配电网储能经济优化配置方法,在储能优化配置中考虑分析光伏出力衰减的情况,降低储能配置的额定容量和功率,从而降低储能建设运营成本以及全生命周期成本,提高储能配置的经济性。

2、为实现上述目的,本发明采用以下技术方案。

3、一种计及高龄光伏出力衰减的配电网储能经济优化配置方法,包括以下步骤:

4、(1)收集光伏电站年发电量、日照小时数、投运年限以及典型日出力等数据;

5、(2)通过历史数据分析高龄光伏出力衰减情况,得到光伏发电衰减率和实际光伏出力曲线;

6、(3)构建光伏出力与储能额定功率及容量的数学关系,进而得到光伏出力对储能投资建设成本、折旧成本和运行维护成本的影响模型;

7、(4)提出计及高龄光伏出力衰减的配电网储能经济优化配置模型,以包含储能建设运营成本、网损成本和峰谷套利收益的全生命周期成本最小,同时考虑配电网节点电压偏移最小为目标进行储能配置;

8、(5)对优化模型进行求解,得到储能经济优化配置方案。

9、本发明与现有技术相比,具有更好的效果,本发明在储能优化模型中考虑高龄光伏出力衰减情况,可以适配不同衰减情况的高龄光伏,在兼顾技术性指标的同时,可以有效降低储能配置的额定容量和功率,从而降低储能建设运营成本以及全生命周期成本,提高储能配置的经济性。



技术特征:

1.一种计及高龄光伏出力衰减的配电网储能经济优化配置方法,其特征在于该方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的计及高龄光伏出力衰减的配电网储能经济优化配置方法,其特征在于:步骤(2)中,考虑光伏衰减的实际光伏出力曲线,可由光伏投运年限、储能从规划建设到投运使用的年数以及光伏发电衰减率得到;

3.根据权利要求1所述的计及高龄光伏出力衰减的配电网储能经济优化配置方法,其特征在于:步骤(3)中,考虑储能经济效益最优和促进新能源消纳的作用,储能额定功率的配置应为恰好满足电网侧的最大充电需求,同时储能容量取决于其运行时间内累计最大充电电量,由系统功率平衡可知,当高龄光伏发电功率衰减时,其他功率假定保持不变的情况下,实际储能充电功率和容量会相应减小,如下式所示

4.根据权利要求1所述的计及高龄光伏出力衰减的配电网储能经济优化配置方法,其特征在于:步骤(4)中计及高龄光伏出力衰减的配电网储能经济优化配置优化模型的约束条件包括功率平衡约束、潮流约束以及储能功率、容量和荷电状态约束。

5.根据权利要求1所述的计及高龄光伏出力衰减的配电网储能经济优化配置方法,其特征在于:步骤(4)中,计及高龄光伏出力衰减的配电网储能经济优化配置模型的目标函数包括储能全生命周期成本指标和配电网节点电压平均偏移度指标;

6.根据权利要求4所述的计及高龄光伏出力衰减的配电网储能经济优化配置方法,其特征在于:计及高龄光伏出力衰减的配电网储能经济优化配置模型的约束条件具体包括:

7.根据权利要求1所述的计及高龄光伏出力衰减的配电网储能经济优化配置方法,其特征在于:步骤(5)中,采用mopso算法对储能配置优化模型进行求解,得到储能各控制变量的pareto解集,运用基于熵权的topsis法比较各方案与最优方案的接近程度,最终可确定储能最佳配置方案;


技术总结
本发明属于储能优化配置领域,提供一种计及高龄光伏出力衰减的配电网储能经济优化配置方法,包括:收集数据;通过历史数据分析高龄光伏出力衰减情况,得到光伏发电衰减率和实际光伏出力曲线;构建光伏出力与储能额定功率及容量的数学关系,得到光伏出力对储能投资建设成本、折旧成本和运行维护成本的影响模型;提出计及高龄光伏出力衰减的配电网储能经济优化配置模型;对优化模型进行求解,得到储能经济优化配置方案。本发明在储能优化模型中考虑高龄光伏出力衰减情况,可以适配不同衰减情况的高龄光伏,在兼顾技术性指标的同时,可以有效降低储能配置的额定容量和功率,从而降低储能建设运营成本以及全生命周期成本,提高储能配置的经济性。

技术研发人员:万明玉,王敦东,徐丙寅,陆敏,胥仁海,高彦青
受保护的技术使用者:江苏海宏电力工程顾问股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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