一种考虑调频需求的新能源场站储能优化配置方法与流程

1.本发明涉及电力系统技术领域，具体为一种考虑调频需求的新能源场站储能优化配置方法。


背景技术：

2.随着可再生能源发电比例的不断攀升，其发电的间歇性及波动性已经越来越多地给现有的电力系统带来了极大的挑战，传统的化石能源能够按照一般的用电需求而实现有效的发电调度及用电调度，但是以太阳能、风能等为核心内容的新能源发电工作难以取得有效进展，因为这些新能源主要来源于自然界，具有随机性、间歇性、波动性大的特点，其出力预测与实际出力偏差大。
3.随着新能源场站参与电力市场后，电力系统可靠稳定的运行是电力系统建设的重要任务之一，大容量的新能源场站并网给电网运作带来了压力，新能源场站在发电并网中处于劣势，作为提升发电能力的核心技术，储能可对新能源实现跟踪发电计划、平抑新能源出力波动等功能，因此为了加强新能源场站的调节水平，要求新能源场站安装配置一定容量的储能电站，辅助新能源参与调频调度响应机制。
4.目前新能源场站在对电力进行储能时，大多没有考虑天气条件对储能电池的影响，使得在天气恶劣的情况下带来的极大误差值可能会使储能容量配置较高，导致弃电量较高，造成浪费。


技术实现要素：

5.(一)解决的技术问题
6.针对现有技术的不足，本发明提供了一种考虑调频需求的新能源场站储能优化配置方法，解决了对电力进行储能时，大多没有考虑天气条件对储能电池的影响，使得在天气恶劣的情况下带来的极大误差值可能会使储能容量配置较高，造成浪费的问题。
7.二技术方案
8.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种考虑调频需求的新能源场站储能优化配置方法，具体包括以下步骤：
9.s1、通过机组发电量采集模块对新能源场站发电机组的发电量进行采集，功率采集模块对发电机组的功率进行采集，用电侧采集模块对用电侧的用电量进行采集，储能数据采集单元通过初始容量采集模块对储能设备的初始容量进行采集，天气数据采集模块对天气数据中的辐照度和环境温度进行采集，容量修正模块得到在不同温度的环境影响下储能设备的储存容量，对储能容量进行修正；
10.s2、根据步骤s1中得出的发电机组的发电量与用电侧的用电量，可得出储能设备的可补偿功率范围，新能源场站的实际出力情况与计划存在偏差，若计划出力大于实际出力则储能电站为其提供充电功率，反之则有储能电站为其供电，弥补缺额；
11.s3、数据采集完成后，建模单元中的数据选取模块选取从数据采集单元和储能数
据采集单元中采集的数据，选取后的数据通过数据显示模块进行显示，然后算法编辑模块根据绘制的逻辑图编辑与之相对应的处理算法，模型生成模块将编辑的算法进行生成，算法生成后，模型计算模块根据算法将数据进行计算，然后将计算结果上传至中央控制系统；
12.s4、配置模块根据计算结果对储能进行优化配置，将步骤s1中将采集的数据通过中央控制系统上传至信息处理单元中，录入模块用于将数据进行录入数据库中进行保存，分类模块根据时间、数据类型将统计后的数据进行详细分类，再储存在数据库中，防护模块用于对数据库内的数据进行安全防护，删除模块用于对数据库中超过一年以上的数据进行删除；
13.s5、需要对数据进行查找时，配电人员通过账号申请模块进行系统账号的申请，申请成功后，通过账号输入模块将账号密码输入，登录模块验证成功后即可登录，登录忘记密码时，通过密码更改模块对密码进行修改，再次登录验证，验证成功进入系统后，即可进入信息处理单元中对数据进行查找。
14.优选的，所述步骤s3中采用的算法为粒子群算法。
15.本发明还公开了一种用于考虑调频需求的新能源场站储能优化配置方法的系统，包括中央控制系统，所述中央控制系统通过无线与数据采集单元实现双向连接，所述中央控制系统通过无线与储能数据采集单元实现双向连接，所述中央控制系统的输出端与建模单元的输入端电性连接，所述建模单元的输出端与模型计算模块的输入端电性连接，所述模型计算模块的输出端与中央控制系统的输入端电性连接，所述中央控制系统的输出端与配置模块的输入端电性连接，所述中央控制系统通过无线与登陆系统实现双向连接，所述中央控制系统通过无线与信息处理单元实现双向连接。
16.优选的，所述数据采集单元包括机组发电量采集模块、功率采集模块和用电侧采集模块，所述储能数据采集单元包括初始容量采集模块、天气数据采集模块和容量修正模块。
17.优选的，所述建模单元包括数据选取模块、数据显示模块、算法编辑模块和模型生成模块。
18.优选的，所述信息处理单元包括数据库，所述数据库通过无线与录入模块实现双向连接，所述数据库通过无线与分类模块实现双向连接。
19.优选的，所述数据库通过无线与防护模块实现双向连接，所述数据库通过无线与删除模块实现双向连接。
20.优选的，所述登陆系统包括账号申请模块，所述账号申请模块的输出端与账号输入模块的输入端电性连接，且账号输入模块通过无线与登录模块实现双向连接，所述账号输入模块通过无线与密码更改模块实现双向连接。
21.(三)有益效果
22.本发明提供了一种考虑调频需求的新能源场站储能优化配置方法。具备以下有益效果：
23.(1)、该考虑调频需求的新能源场站储能优化配置方法，通过储能数据采集单元对天气数据中的辐照度和环境温度进行采集，得到在不同温度的环境影响下储能设备的储存容量，进一步对储能容量进行修正，电力配置时降低误差值，降低弃电量，避免造成浪费。
24.(2)、该考虑调频需求的新能源场站储能优化配置方法，通过对新能源数据和储能
数据进行实时采集，然后信息处理模块将采集的数据根据时间、类型进行分类统计，储存至数据库中，使得后续查找建模数据时更加方便，数据准确易得，便于追溯。
附图说明
25.图1为本发明系统的结构原理框图；
26.图2为本发明数据采集单元的结构原理框图；
27.图3为本发明储能数据采集单元的结构原理框图；
28.图4为本发明建模单元的结构原理框图；
29.图5为本发明登陆系统的结构原理框图；
30.图6为本发明信息处理单元的结构原理框图。
31.图中：1中央控制系统、2数据采集单元、21机组发电量采集模块、22功率采集模块、23用电侧采集模块、3储能数据采集单元、31初始容量采集模块、32天气数据采集模块、33容量修正模块、4建模单元、41数据选取模块、42数据显示模块、43算法编辑模块、44模型生成模块、5模型计算模块、6配置模块、7登陆系统、71账号申请模块、72账号输入模块、73登录模块、74密码更改模块、8信息处理单元、81数据库、82录入模块、83分类模块、84防护模块、85删除模块。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.请参阅图1-6，本发明实施例提供一种技术方案：一种考虑调频需求的新能源场站储能优化配置方法，具体包括以下步骤：
34.s1、通过机组发电量采集模块21对新能源场站发电机组的发电量进行采集，功率采集模块22对发电机组的功率进行采集，用电侧采集模块23对用电侧的用电量进行采集，储能数据采集单元3通过初始容量采集模块31对储能设备的初始容量进行采集，天气数据采集模块32对天气数据中的辐照度和环境温度进行采集，容量修正模块33得到在不同温度的环境影响下储能设备的储存容量，对储能容量进行修正；
35.s2、根据步骤s1中得出的发电机组的发电量与用电侧的用电量，可得出储能设备的可补偿功率范围，新能源场站的实际出力情况与计划存在偏差，若计划出力大于实际出力则储能电站为其提供充电功率，反之则有储能电站为其供电，弥补缺额；
36.s3、数据采集完成后，建模单元4中的数据选取模块41选取从数据采集单元2和储能数据采集单元3中采集的数据，选取后的数据通过数据显示模块42进行显示，然后算法编辑模块43根据绘制的逻辑图编辑与之相对应的处理算法，模型生成模块44将编辑的算法进行生成，算法生成后，模型计算模块5根据算法将数据进行计算，然后将计算结果上传至中央控制系统1；
37.s4、配置模块6根据计算结果对储能进行优化配置，将步骤s1中将采集的数据通过中央控制系统1上传至信息处理单元8中，录入模块82用于将数据进行录入数据库81中进行
保存，分类模块83根据时间、数据类型将统计后的数据进行详细分类，再储存在数据库81中，防护模块84用于对数据库81内的数据进行安全防护，删除模块85用于对数据库81中超过一年以上的数据进行删除；
38.s5、需要对数据进行查找时，配电人员通过账号申请模块71进行系统账号的申请，申请成功后，通过账号输入模块72将账号密码输入，登录模块73验证成功后即可登录，登录忘记密码时，通过密码更改模块74对密码进行修改，再次登录验证，验证成功进入系统后，即可进入信息处理单元8中对数据进行查找。
39.本发明实施例中，步骤s3中采用的算法为粒子群算法，粒子群算法计算公式为：v[]＝w*v[]+c1*rand()*(pbest[]-present[])+c2*rand()*(gbest[]-present[])
‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑
公式(1)
[0040]
present[]＝present[]+v[]
‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑‑
公式(2)
[0041]
式中v[]表示粒子速度，ω是惯性权重，present[]是当前粒子的位置，pbest[]是当前个体最优解向量，gbest[]是当前全局最优解向量，rand()是[0,1]之间的随机数，c1和c2是学习因子，通常c1＝c2＝2，其中每个粒子为三维向量，开始时初始化粒子群，计算每个粒子的适应度，根据适应度更新pbest和gbest，更新每个粒子位置和速度，求解储能容量下合作整体的最大化贡献，判断确定迭代次数参数是否小于最大迭代次数；若是，则输出最优容量贡献；若否，则不输出容量贡献，返回继续将粒子代入目标函数中反复求解。
[0042]
本发明还公开了一种用于考虑调频需求的新能源场站储能优化配置方法的系统，包括中央控制系统1，中央控制系统1通过无线与数据采集单元2实现双向连接，中央控制系统1通过无线与储能数据采集单元3实现双向连接，中央控制系统1的输出端与建模单元4的输入端电性连接，建模单元4的输出端与模型计算模块5的输入端电性连接，模型计算模块5的输出端与中央控制系统1的输入端电性连接，中央控制系统1的输出端与配置模块6的输入端电性连接，中央控制系统1通过无线与登陆系统7实现双向连接，中央控制系统1通过无线与信息处理单元8实现双向连接。
[0043]
本发明实施例中，数据采集单元2包括机组发电量采集模块21、功率采集模块22和用电侧采集模块23，储能数据采集单元3包括初始容量采集模块31、天气数据采集模块32和容量修正模块33。
[0044]
本发明实施例中，建模单元4包括数据选取模块41、数据显示模块42、算法编辑模块43和模型生成模块44。
[0045]
本发明实施例中，信息处理单元8包括数据库81，数据库81通过无线与录入模块82实现双向连接，数据库81通过无线与分类模块83实现双向连接。
[0046]
本发明实施例中，数据库81通过无线与防护模块84实现双向连接，数据库81通过无线与删除模块85实现双向连接。
[0047]
本发明实施例中，登陆系统7包括账号申请模块71，账号申请模块71的输出端与账号输入模块72的输入端电性连接，且账号输入模块72通过无线与登录模块73实现双向连接，账号输入模块72通过无线与密码更改模块74实现双向连接。
[0048]
同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
[0049]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存
在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0050]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种考虑调频需求的新能源场站储能优化配置方法，其特征在于：具体包括以下步骤：s1、通过机组发电量采集模块对新能源场站发电机组的发电量进行采集，功率采集模块对发电机组的功率进行采集，用电侧采集模块对用电侧的用电量进行采集，储能数据采集单元通过初始容量采集模块对储能设备的初始容量进行采集，天气数据采集模块对天气数据中的辐照度和环境温度进行采集，容量修正模块得到在不同温度的环境影响下储能设备的储存容量，对储能容量进行修正；s2、根据步骤s1中得出的发电机组的发电量与用电侧的用电量，可得出储能设备的可补偿功率范围，新能源场站的实际出力情况与计划存在偏差，若计划出力大于实际出力则储能电站为其提供充电功率，反之则有储能电站为其供电，弥补缺额；s3、数据采集完成后，建模单元中的数据选取模块选取从数据采集单元和储能数据采集单元中采集的数据，选取后的数据通过数据显示模块进行显示，然后算法编辑模块根据绘制的逻辑图编辑与之相对应的处理算法，模型生成模块将编辑的算法进行生成，算法生成后，模型计算模块根据算法将数据进行计算，然后将计算结果上传至中央控制系统；s4、配置模块根据计算结果对储能进行优化配置，将步骤s1中将采集的数据通过中央控制系统上传至信息处理单元中，录入模块用于将数据进行录入数据库中进行保存，分类模块根据时间、数据类型将统计后的数据进行详细分类，再储存在数据库中，防护模块用于对数据库内的数据进行安全防护，删除模块用于对数据库中超过一年以上的数据进行删除；s5、需要对数据进行查找时，配电人员通过账号申请模块进行系统账号的申请，申请成功后，通过账号输入模块将账号密码输入，登录模块验证成功后即可登录，登录忘记密码时，通过密码更改模块对密码进行修改，再次登录验证，验证成功进入系统后，即可进入信息处理单元中对数据进行查找。2.根据权利要求1所述的一种考虑调频需求的新能源场站储能优化配置方法，其特征在于：所述步骤s3中采用的算法为粒子群算法。3.一种根据权利要求1-2任意一项所述的用于考虑调频需求的新能源场站储能优化配置方法的系统，包括中央控制系统，其特征在于：所述中央控制系统通过无线与数据采集单元实现双向连接，所述中央控制系统通过无线与储能数据采集单元实现双向连接，所述中央控制系统的输出端与建模单元的输入端电性连接，所述建模单元的输出端与模型计算模块的输入端电性连接，所述模型计算模块的输出端与中央控制系统的输入端电性连接，所述中央控制系统的输出端与配置模块的输入端电性连接，所述中央控制系统通过无线与登陆系统实现双向连接，所述中央控制系统通过无线与信息处理单元实现双向连接。4.根据权利要求3所述的一种用于考虑调频需求的新能源场站储能优化配置方法的系统，其特征在于：所述数据采集单元包括机组发电量采集模块、功率采集模块和用电侧采集模块，所述储能数据采集单元包括初始容量采集模块、天气数据采集模块和容量修正模块。5.根据权利要求3所述的一种用于考虑调频需求的新能源场站储能优化配置方法的系统，其特征在于：所述建模单元包括数据选取模块、数据显示模块、算法编辑模块和模型生成模块。6.根据权利要求3所述的一种用于考虑调频需求的新能源场站储能优化配置方法的系
统，其特征在于：所述信息处理单元包括数据库，所述数据库通过无线与录入模块实现双向连接，所述数据库通过无线与分类模块实现双向连接。7.根据权利要求6所述的一种用于考虑调频需求的新能源场站储能优化配置方法的系统，其特征在于：所述数据库通过无线与防护模块实现双向连接，所述数据库通过无线与删除模块实现双向连接。8.根据权利要求3所述的一种用于考虑调频需求的新能源场站储能优化配置方法的系统，其特征在于：所述登陆系统包括账号申请模块，所述账号申请模块的输出端与账号输入模块的输入端电性连接，且账号输入模块通过无线与登录模块实现双向连接，所述账号输入模块通过无线与密码更改模块实现双向连接。

技术总结
本发明公开了一种考虑调频需求的新能源场站储能优化配置方法，具体包括以下步骤：S1、通过机组发电量采集模块对新能源场站发电机组的发电量进行采集，功率采集模块对发电机组的功率进行采集，用电侧采集模块对用电侧的用电量进行采集，储能数据采集单元通过初始容量采集模块对储能设备的初始容量进行采集，天气数据采集模块对天气数据中的辐照度和环境温度进行采集，本发明涉及电力系统技术领域。该考虑调频需求的新能源场站储能优化配置方法，通过储能数据采集单元对天气数据中的辐照度和环境温度进行采集，得到在不同温度的环境影响下储能设备的储存容量，进一步对储能容量进行修正，电力配置时降低误差值，降低弃电量，避免造成浪费。免造成浪费。免造成浪费。


技术研发人员：李秀芬 胡宏彬 李勇 李泽昊 李国庆 孔祥玉
受保护的技术使用者：内蒙古电力（集团）有限责任公司内蒙古电力科学研究院分公司
技术研发日：2023.06.08
技术公布日：2023/8/14