發(fā)電容量的適配以及確定能量存儲(chǔ)單元尺寸的制作方法
【專利摘要】一種用于確定在一時(shí)間段內(nèi)電力網(wǎng)絡(luò)(2)的停電概率的方法，該方法包含由數(shù)據(jù)處理單元的處理器執(zhí)行的以下步驟：將所述時(shí)間段劃分為若干時(shí)間間隔；確定所述時(shí)間段內(nèi)的發(fā)電設(shè)施(4)的發(fā)電容量和能量存儲(chǔ)單元(8)的能量存儲(chǔ)單元尺寸；從每個(gè)時(shí)間間隔的負(fù)載單元(6)的負(fù)載單元需求中確定每個(gè)時(shí)間間隔的有效負(fù)載單元需求；以及，使用包含所述發(fā)電容量、所述能量存儲(chǔ)單元尺寸和所述有效負(fù)載單元尺寸的電網(wǎng)參數(shù)來(lái)計(jì)算停電概率，其中，對(duì)所述電網(wǎng)參數(shù)關(guān)于所述時(shí)間段的所有時(shí)間間隔進(jìn)行最優(yōu)化以得到其最大值。
【專利說(shuō)明】發(fā)電容量的適配以及確定能量存儲(chǔ)單元尺寸

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種確定電力電網(wǎng)（electrical power grid)的停電概率的方法、一種 發(fā)電容量（power generation capacity)適配的方法以及一種確定能量存儲(chǔ)單元尺寸的方 法。本發(fā)明還涉及一種數(shù)據(jù)處理單元。

【背景技術(shù)】
[0002] 電力電網(wǎng)系統(tǒng)通常將由基于燃料的發(fā)電廠（亦即，燃媒、燃油、燃?xì)猓┊a(chǎn)生的電能 與來(lái)自風(fēng)力、太陽(yáng)能以及微型水力的可變能量來(lái)源相結(jié)合。必須對(duì)基于燃料的發(fā)電廠進(jìn)行 擴(kuò)充和縮減以匹配來(lái)自可變能量來(lái)源的能量生產(chǎn)的上漲和下降以及變化的需求。
[0003] 使用兩種基本方法處理改變的需求。第一，基于燃料的發(fā)電廠可以運(yùn)行在其最大 輸出以下，然后在需要時(shí)快速地增加發(fā)電量（熱備用）。第二，可以調(diào)動(dòng)（在幾分鐘內(nèi)）另 外的發(fā)電廠（例如，基于燃?xì)鉁u輪機(jī)的發(fā)電廠）來(lái)提供更大的發(fā)電容量。上述的兩種方法 均是成本很高的。運(yùn)行在最大輸出以下的熱備用工廠通常是低于其最佳效率地生產(chǎn)，并且 在另外的發(fā)電廠的昂貴的發(fā)電裝置大部分時(shí)間未被使用。
[0004] 除了成本問(wèn)題，已有的發(fā)電系統(tǒng)還基于關(guān)于提前由每日或每月的使用概況提供的 確定性需求的知識(shí)來(lái)調(diào)整電能。它們未被設(shè)計(jì)成實(shí)時(shí)地處理隨機(jī)能量來(lái)源以及由經(jīng)電網(wǎng)連 接的諸如太陽(yáng)能電池組和風(fēng)力渦輪機(jī)這樣的間歇性能量來(lái)源引起的需求。
[0005] 電網(wǎng)能量存儲(chǔ)涉及用于將電力大規(guī)模地存儲(chǔ)在電力電網(wǎng)中的方法。在來(lái)自發(fā)電廠 的生產(chǎn)超過(guò)消耗的期間存儲(chǔ)電力能量，并且在消耗超過(guò)生產(chǎn)時(shí)使用存儲(chǔ)的能量。能量存儲(chǔ) 有兩個(gè)潛在的優(yōu)點(diǎn)。第一，能夠提高效率并降低能量生產(chǎn)的成本。能量存儲(chǔ)可以降低發(fā)電 的峰值，并且不需要大幅擴(kuò)充和縮減發(fā)電廠以滿足暫時(shí)的消耗。這具有如下優(yōu)點(diǎn)：基于燃料 的發(fā)電廠可以更高效地且更易于以較低的電能生產(chǎn)水平地工作。第二，能夠有利于使用可 變的能量來(lái)源和需求。使用存儲(chǔ)，電網(wǎng)電能電網(wǎng)的操作員可以使能量生產(chǎn)適配于能量消耗， 這兩者均可以隨著時(shí)間而隨機(jī)地變化。
[0006] 盡管在電力電網(wǎng)中對(duì)能量存儲(chǔ)的使用可能性很高且日益增加，但是仍然不清楚如 何以一種高效的方式來(lái)設(shè)計(jì)并運(yùn)行這樣的系統(tǒng)。一種可能的設(shè)計(jì)方法是在系統(tǒng)運(yùn)行之前對(duì) 能量存儲(chǔ)進(jìn)行尺寸選擇以便確保一直滿足需求。
[0007] -種對(duì)電池組進(jìn)行尺寸選擇的已知方法包括以下步驟：確定具體需求的要求，并 且選擇能夠在指定時(shí)間內(nèi)供給該負(fù)載的電池組尺寸。ANSI/IEEE485是關(guān)于這種電池尺寸選 擇的工業(yè)參考。ANSI/IEEE1115(用于固定應(yīng)用的鎳鎘電池組尺寸選擇的IEEE推薦實(shí)施規(guī) 程）提供關(guān)于鎳鎘電池組的等效的尺寸選擇信息。兩種方法均假設(shè)確定性需求占空比，并 且基于該占空比的最高部分對(duì)電池組進(jìn)行尺寸選擇。這得到在最差占空比的峰值負(fù)載遠(yuǎn)高 于平均值時(shí)的保守設(shè)計(jì)，并且不能應(yīng)用于隨機(jī)的能量來(lái)源和/或需求的情形。
[0008] -些研究文獻(xiàn)涉及針對(duì)隨機(jī)能量來(lái)源的電池組尺寸選擇技術(shù)。
[0009] 第一篇文獻(xiàn)《Sizing Curve for Design of Isolated Power Systems》（P. Arun，R. Banerjee和S. Bandyopadhyay，Advances in Energy Research(AER-2006))提出了一種用于 帶有能量存儲(chǔ)的光電池系統(tǒng)的設(shè)計(jì)空間方法，其中，為了使系統(tǒng)正常工作，設(shè)計(jì)空間包括所 有可行的發(fā)電和能量存儲(chǔ)尺寸。
[0010] 第二篇文獻(xiàn)《Design of Wind Power Generation systems for Industrial Application Incorporating Resource Uncertainty》（A. Roy、S. Kedare 和 S. Bandyopadhay，Chemical Engineering Transactions，卷 18 (2009))擴(kuò)展了第一篇文獻(xiàn)的 教導(dǎo)，提出了使用可靠性目標(biāo)將風(fēng)資源的不確定性納入設(shè)計(jì)階段，從而對(duì)風(fēng)電電池組系統(tǒng) 進(jìn)行尺寸選擇和最優(yōu)化的設(shè)計(jì)空間方法論。
[0011] 在這些文獻(xiàn)中描述的方法具有以下限制。第一，它們均假設(shè)關(guān)于需求的先驗(yàn)知識(shí)。 第二，第二篇文獻(xiàn)假設(shè)風(fēng)力發(fā)電符合韋布爾分配（Weibull distribution),并且該方法僅 適用于該分配。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明的目的在于提供確定和控制電力電網(wǎng)的尺寸的改良的技術(shù)。
[0013] 通過(guò)根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求1所述的方法、根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求8所述的方法、根據(jù)獨(dú)立 權(quán)利要求9所述的方法以及根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求10所述的數(shù)據(jù)處理單元解決了該目的。本 發(fā)明的有利的實(shí)施例是從屬權(quán)利要求的主題。
[0014] 根據(jù)一方面，本發(fā)明提供了一種用于確定電力電網(wǎng)特別是智能電網(wǎng)的停電概率的 方法，其中使用發(fā)電設(shè)施和能量存儲(chǔ)單元在一時(shí)間段內(nèi)對(duì)至少一個(gè)負(fù)載單元進(jìn)行配電，該 方法包含由數(shù)據(jù)處理單元的處理器執(zhí)行的以下步驟：
[0015] -將所述時(shí)間段劃分為若干時(shí)間間隔；
[0016] -確定在所述時(shí)間段內(nèi)的所述發(fā)電設(shè)施的發(fā)電容量和所述能量存儲(chǔ)單元的能量存 儲(chǔ)單元尺寸；
[0017] -分別從在每個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)的負(fù)載單元的負(fù)載單元需求確定在每個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)的 有效負(fù)載單元需求，其中，從數(shù)據(jù)庫(kù)讀出或者通過(guò)讀出電能表得到每個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)的負(fù)載 單元需求，并且有效負(fù)載單元取得位于所述負(fù)載單元的峰值需求和平均需求之間的值；以 及
[0018] -使用包含所述發(fā)電容量、所述能量存儲(chǔ)單元尺寸和所述有效負(fù)載單元需求的電 網(wǎng)參數(shù)來(lái)計(jì)算所述停電概率，其中，對(duì)所述電網(wǎng)參數(shù)關(guān)于所述時(shí)間段的所有時(shí)間間隔進(jìn)行 最優(yōu)化以得到其最大值電網(wǎng)。
[0019] 根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供了一種用于電力電網(wǎng)特別是智能電網(wǎng)的發(fā)電容量的適 配的方法，該方法包含以下步驟：
[0020] a)確定發(fā)電容量、能量存儲(chǔ)單元尺寸和負(fù)載單元需求，其中從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀出或者 通過(guò)讀出電能表得到所述發(fā)電容量和/或能量單元尺寸和/或所述負(fù)載單元需求；
[0021] b)由數(shù)據(jù)處理單元的處理器計(jì)算取決于所述發(fā)電容量、所述能量存儲(chǔ)單元尺寸和 所述負(fù)載單元需求的停電概率；
[0022] c)比較所述停電概率與目標(biāo)可靠性閾值；
[0023] d)如果所述停電概率小于所述目標(biāo)可靠性閾值，則調(diào)整所述發(fā)電容量；
[0024] e)由所述數(shù)據(jù)處理單元的處理器計(jì)算取決于所調(diào)整的發(fā)電容量、所述能量存儲(chǔ)單 元尺寸和所述負(fù)載單元需求的新的停電概率；
[0025] f)比較所述新的停電概率與所述目標(biāo)可靠性閾值；以及
[0026] g)重復(fù)所述步驟d)至f)，直至所述新的停電概率等于或大于所述目標(biāo)可靠性閾 值為止。
[0027] 根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供了一種用于確定包含發(fā)電設(shè)施和負(fù)載單元的電力電網(wǎng) 特別是智能電網(wǎng)的能量存儲(chǔ)單元尺寸的方法，該方法包含以下步驟：
[0028] a)確定發(fā)電容量和負(fù)載單元需求，其中根據(jù)從數(shù)據(jù)庫(kù)讀出的預(yù)定的電能使用概況 (power usage profile)來(lái)確定所述負(fù)載單元需求；
[0029] b)由數(shù)據(jù)處理單元的處理器計(jì)算取決于所述發(fā)電容量、所述能量存儲(chǔ)單元尺寸和 所述負(fù)載單元需求的停電概率；
[0030] c)比較所述停電概率與目標(biāo)可靠性閾值；
[0031] d)如果所述停電概率小于所述目標(biāo)可靠性閾值，則調(diào)整所述能量存儲(chǔ)單元尺寸；
[0032] e)由數(shù)據(jù)處理單元的處理器計(jì)算取決于所調(diào)整的發(fā)電容量、所述能量存儲(chǔ)單元尺 寸和所述負(fù)載單元需求的新的停電概率；
[0033] f)比較所述新的停電概率與所述目標(biāo)可靠性閾值；以及
[0034] g)重復(fù)所述步驟d)至f)，直至所述新的停電概率等于或大于所述目標(biāo)可靠性閾 值為止。
[0035] 根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供了一種用于確定電力電網(wǎng)特別是智能電網(wǎng)的停電概率 的數(shù)據(jù)處理單元，其中電網(wǎng)使用發(fā)電設(shè)施和能量存儲(chǔ)單元在一時(shí)間段內(nèi)對(duì)至少一個(gè)負(fù)載單 元進(jìn)行配電，所述數(shù)據(jù)處理單元包含處理器，用于：
[0036] -將所述時(shí)間段劃分為若干時(shí)間間隔；
[0037]-確定所述時(shí)間段內(nèi)的所述發(fā)電設(shè)施的發(fā)電容量和所述能量存儲(chǔ)單元的能量存儲(chǔ) 單元尺寸；
[0038]-分別從每個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)的負(fù)載單元的負(fù)載單元需求確定每個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)的有效 負(fù)載單元需求，其中從數(shù)據(jù)庫(kù)讀出或者通過(guò)讀出電能表得到每個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)的負(fù)載單元需 求，并且有效負(fù)載單元取得位于所述負(fù)載單元的峰值需求和平均需求之間的值；以及 [0039]-使用包含所述發(fā)電容量、所述能量存儲(chǔ)單元尺寸和所述有效負(fù)載單元需求的電 網(wǎng)參數(shù)來(lái)計(jì)算所述停電概率，其中對(duì)所述電網(wǎng)參數(shù)關(guān)于所述時(shí)間段的所有時(shí)間間隔進(jìn)行最 優(yōu)化以得到其最大值電網(wǎng)。
[0040] 電力電網(wǎng)包含具有發(fā)電容量的發(fā)電設(shè)施、能量存儲(chǔ)單元（例如，電池組）以及具有 電能需求的負(fù)載單元（例如，住戶）。負(fù)載單元的需求必須與發(fā)電容量相匹配。當(dāng)負(fù)載單元 的需求小于發(fā)電容量時(shí)，剩余的能量被存儲(chǔ)在能量存儲(chǔ)單元中。當(dāng)負(fù)載單元需求超過(guò)發(fā)電 容量時(shí)，如果能量存儲(chǔ)單元非空，則能量存儲(chǔ)單元提供額外的容量以滿足負(fù)載單元需求。停 電出現(xiàn)在負(fù)載單元需求超過(guò)發(fā)電容量并且在能量存儲(chǔ)單元中沒(méi)有電能的時(shí)候。
[0041] 該方法基于用于計(jì)算停電概率的概率框架。該方法得自于在對(duì)由電信系統(tǒng)中的隨 機(jī)源供給的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)施加大偏差分析的電傳交通理論（teletraffic theory)中使用的有 效帶寬的概念。該方法基于如下觀察：可以將能量存儲(chǔ)單元尺寸建模為"逆向的"數(shù)據(jù)緩沖 區(qū)，其中，將數(shù)據(jù)源映射為負(fù)載單元需求，并且將供該源使用的緩沖區(qū)傳送容量映射為滿足 需求的發(fā)電容量。
[0042] 從一時(shí)間段的每個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)的負(fù)載單元需求中確定有效負(fù)載單元需求。電網(wǎng)參 數(shù)取決于發(fā)電容量、能量存儲(chǔ)單元尺寸和有效負(fù)載單元需求。對(duì)電網(wǎng)參數(shù)關(guān)于該時(shí)間段的 所有時(shí)間間隔進(jìn)行最優(yōu)化以得到其最大值電網(wǎng)。由于電網(wǎng)參數(shù)的最優(yōu)化，不必假設(shè)發(fā)電容 量和/或負(fù)載單元需求的具體分配。然后，根據(jù)電網(wǎng)參數(shù)計(jì)算停電概率。
[0043] 在某些情況下，可能需要通過(guò)適配發(fā)電容量對(duì)變化的負(fù)載單元需求做出反應(yīng)。如 果指定的一組發(fā)電容量、能量存儲(chǔ)單元尺寸和負(fù)載單元需求的停電概率小于目標(biāo)可靠性閾 值，則必須調(diào)整發(fā)電容量，例如增加發(fā)電容量，以避免停電。優(yōu)先地，將負(fù)載單元需求提供為 由儀表測(cè)量的實(shí)時(shí)需求。這使電能電網(wǎng)的操作員能夠在短時(shí)間內(nèi)調(diào)整發(fā)電容量并且確保需 求得以滿足。通過(guò)重復(fù)地調(diào)整發(fā)電容量以及比較對(duì)應(yīng)的停電概率，可以確定確保停電概率 等于或大于目標(biāo)可靠性閾值的新的發(fā)電容量。在優(yōu)選實(shí)施例中，調(diào)整發(fā)電容量包含：如果對(duì) 應(yīng)的停電概率大于目標(biāo)可靠性閾值，則減少容量。因此，可以確定出與等于目標(biāo)可靠性閾值 的停電概率相關(guān)的最小停電容量。
[0044] 另外，在新的電力電網(wǎng)或者升級(jí)已有的電能電網(wǎng)的計(jì)劃階段，可以基于所預(yù)計(jì)的 負(fù)載單元需求和發(fā)電容量來(lái)確定能量存儲(chǔ)單元的尺寸。根據(jù)預(yù)定的電能使用概況提供負(fù)載 單元需求，并且假設(shè)該概況在將來(lái)是有效的。通過(guò)計(jì)算能量存儲(chǔ)單元尺寸的某些值的停電 概率以及將該概率與目標(biāo)閾值進(jìn)行比較，可以確定出對(duì)于手頭可用的電力電網(wǎng)足夠用的能 量存儲(chǔ)單元尺寸。
[0045] 可以通過(guò)連接到數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)處理單元執(zhí)行上述的每個(gè)方法。優(yōu)選地，數(shù)據(jù)處理 單元的處理器分別執(zhí)行上述方法的每個(gè)步驟。
[0046] 在優(yōu)選的實(shí)施例中，負(fù)載單元需求包含為每個(gè)時(shí)間間隔分配的若干負(fù)載單元需 求，確定有效負(fù)載單元需求包含分別從每個(gè)負(fù)載單元需求分配中確定出每個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)的 有效負(fù)載單元需求分配，其中從數(shù)據(jù)庫(kù)讀出每個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)的負(fù)載單元需求分配，并且確 定出合計(jì)若干負(fù)載單元需求分配的復(fù)合參數(shù)（multiplex parameter)，其中電網(wǎng)參數(shù)包含 該復(fù)合參數(shù)，并且數(shù)據(jù)處理單元的處理器對(duì)電網(wǎng)參數(shù)關(guān)于該復(fù)合參數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的最優(yōu)化 以得到其最小值。復(fù)合參數(shù)涉及電能電網(wǎng)中的若干負(fù)載單元的合計(jì)需求。
[0047] 根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，負(fù)載單元需求分配是隨機(jī)的分配。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，不要求負(fù) 載單元需求的具體形式。代替地，使用任何的隨機(jī)分配來(lái)確定停電概率。因此提供了需求 分配的巨大的靈活性。例如，負(fù)載單元需求分配可以涉及住戶、辦公樓、公共建筑和/或工 業(yè)設(shè)施的實(shí)際需求。
[0048] 在又一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，將負(fù)載單元需求分配提供為預(yù)定的電能使用概況。例如， 可以在一定時(shí)間段內(nèi)測(cè)量該預(yù)定的電能使用概況。使用已知概況，可以確定出將來(lái)的類似 環(huán)境下的停電概率。例如，在整個(gè)冬天測(cè)量一個(gè)地區(qū)的若干住戶的需求分配。假設(shè)每個(gè)住 戶的需求在冬天將是相同的，可以確定出在下一個(gè)冬天在該地區(qū)建立了另外的住戶的情況 下的停電概率。
[0049] 在另一個(gè)實(shí)施例中，電能使用概況涉及每日、每星期、每月或每年的電能使用。 [0050] 在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，將負(fù)載單元需求分配提供為實(shí)時(shí)測(cè)量的測(cè)量值，并 且由電能表將其提供給數(shù)據(jù)庫(kù)。需求分配的實(shí)時(shí)測(cè)量使得能夠在提供電能的過(guò)程中標(biāo)識(shí)出 潛在問(wèn)題。例如，如果停電概率變得過(guò)大，指示無(wú)法提供可靠的能量供給，則電網(wǎng)操作員可 以通過(guò)增加發(fā)電容量做出反應(yīng)。優(yōu)選地，由與各自的負(fù)載單元相關(guān)聯(lián)的電能表提供每個(gè)負(fù) 載單元需求分配。
[0051] 在優(yōu)選的實(shí)施例中，在每個(gè)負(fù)載單元或能量存儲(chǔ)單元處測(cè)量所述測(cè)量值。
[0052] 在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，發(fā)電容量包含隨機(jī)的發(fā)電分配。因此，可以考慮間歇性能 量來(lái)源（例如，太陽(yáng)能電池或風(fēng)力渦輪機(jī)）的發(fā)電容量。
[0053] 根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，發(fā)電容量包含若干單獨(dú)的發(fā)電容量?？梢钥紤]通過(guò)連接到電 力電網(wǎng)的若干發(fā)電廠的能量供給。
[0054] 在又一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)電容量涉及下面一組中的至少一個(gè)發(fā)電廠：核電站、燃煤發(fā) 電廠、燃油發(fā)電廠、燃?xì)獍l(fā)電廠、太陽(yáng)能發(fā)電廠、水力發(fā)電廠以及風(fēng)力發(fā)電廠。
[0055] 根據(jù)又一個(gè)實(shí)施例，能量存儲(chǔ)單元尺寸包含若干單獨(dú)的能量存儲(chǔ)單元尺寸。取決 于電力電網(wǎng)的尺寸和/或具體的地域環(huán)境，可以將能量存儲(chǔ)單元提供為一個(gè)（大型）單元 或者若干（較小的）單元。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0056] 下面將通過(guò)示例并且非限制性地通過(guò)附圖更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明，其中，附圖中同 樣的標(biāo)號(hào)指代相似的元件，附圖中：
[0057] -圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電力電網(wǎng)的示意圖；
[0058] -圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理單元的示意圖；并且
[0059] -圖3是例示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的確定停電概率的方法的步驟的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0060] 考慮電力電網(wǎng)2,特別是智能電網(wǎng)，其中發(fā)電設(shè)施PGF4使用用作能量存儲(chǔ)單元 ESU8的電池組對(duì)諸如家庭或工業(yè)設(shè)施這樣的若干負(fù)載單元LU6進(jìn)行配電。LU6創(chuàng)建必須匹 配PGF4的電力需求。當(dāng)LU6的合計(jì)需求少于發(fā)電容量時(shí)，將剩余的能量存儲(chǔ)在ESU8中。當(dāng) 合計(jì)需求超過(guò)該容量時(shí)，ESU8如果非空則提供另外的容量以滿足LU6的過(guò)多的需求。在所 有LU6處，當(dāng)需求超過(guò)發(fā)電容量并且ESU8沒(méi)有能量剩余時(shí)出現(xiàn)停電。
[0061] 提供包含處理器12的數(shù)據(jù)處理單元10 (圖2)來(lái)基于多個(gè)（N個(gè)）LU6的需求、ESU8 的存儲(chǔ)尺寸B以及PGF4的發(fā)電容量C來(lái)確定停電概率。
[0062] 參考圖3的流程圖，處理器12實(shí)現(xiàn)在下面描述的步驟。
[0063] 第一，ESU8考慮在時(shí)間段T內(nèi)LU6需求分配，在步驟20將時(shí)間段T劃分為期間t 的T/t個(gè)更小的時(shí)間間隔。在步驟22,確定在每個(gè)時(shí)間間隔[(i-l)t，it]期間內(nèi)，每個(gè)LU j的需求lj([(i_l)t，it])，i = l，...，T/t。提前提供LU6的需求分配（例如，作為每日的 電能使用概況），或者使用智能電網(wǎng)電能表技術(shù)（例如，儀表）實(shí)時(shí)地測(cè)量LU6的需求分配。 如果測(cè)量出LU6需求，則可以由LU6對(duì)其進(jìn)行測(cè)量并將其提供給ESU8,或者在ESU8處對(duì)其 進(jìn)行測(cè)量。
[0064] 然后，在步驟24,對(duì)于時(shí)間段T，基于下面的公式將停電概率P (outage)計(jì)算為N 個(gè)需求Ip ESU8的尺寸B以及發(fā)電容量C的函數(shù)：
[0065] P (outage) = exp (-IN)。（1)
[0066] 通過(guò)解決下面的最優(yōu)化問(wèn)題來(lái)計(jì)算等式（1)中的指數(shù)-I :
[0067] max min J(.v, t), ( 2 ) ? S
[0068] 其中，
[0069]

【權(quán)利要求】
1. 一種確定電力電網(wǎng)（2)特別是智能電網(wǎng)的停電概率的方法，其中，使用發(fā)電設(shè)施（4) 和能量存儲(chǔ)單元（8)在一時(shí)間段內(nèi)對(duì)至少一個(gè)負(fù)載單元（6)進(jìn)行配電，該方法包含由數(shù)據(jù) 處理單元（10)的處理器（12)執(zhí)行的以下步驟： 將所述時(shí)間段劃分（20)為若干時(shí)間間隔； 確定（22)所述時(shí)間段內(nèi)的所述發(fā)電設(shè)施（4)的發(fā)電容量和所述能量存儲(chǔ)單元（8)的 能量存儲(chǔ)單元尺寸； 分別從每個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)的負(fù)載單元（6)的負(fù)載單元需求中確定每個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)的有 效負(fù)載單元需求，其中，從數(shù)據(jù)庫(kù)讀出或者通過(guò)讀出電能表來(lái)得到每個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)的負(fù)載 單元需求，并且有效負(fù)載單元取得位于所述負(fù)載單元（6)的峰值需求與平均需求之間的 值；以及 使用包含所述發(fā)電容量、所述能量存儲(chǔ)單元尺寸和所述有效負(fù)載單元需求的電網(wǎng)參數(shù) 來(lái)計(jì)算（24)所述停電概率，其中，對(duì)所述電網(wǎng)參數(shù)關(guān)于所述時(shí)間段的所有時(shí)間間隔進(jìn)行最 優(yōu)化以得到其最大值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述負(fù)載單元需求包含每個(gè)時(shí)間間隔內(nèi) 的若干負(fù)載單元需求分配，確定所述有效負(fù)載單元需求包含分別從每個(gè)負(fù)載單元需求分配 中確定每個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)的有效負(fù)載單元需求分配，其中，從所述數(shù)據(jù)庫(kù)讀出每個(gè)時(shí)間間隔 內(nèi)的負(fù)載單元需求分配，并且確定合計(jì)所述若干負(fù)載單元需求分配的復(fù)合參數(shù)，其中，所述 電網(wǎng)參數(shù)包含所述復(fù)合參數(shù)，并且所述數(shù)據(jù)處理單元的處理器進(jìn)一步地對(duì)所述電網(wǎng)參數(shù)關(guān) 于所述復(fù)合參數(shù)進(jìn)行最優(yōu)化以得到其最小值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述負(fù)載單元需求分配是隨機(jī)的分配。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，將所述負(fù)載單元需求分配提供為預(yù)定 的電能使用概況。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述電能使用概況涉及每日、每星期、每 月或者每年的電能使用。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，將所述負(fù)載單元需求分配提供為由儀 表實(shí)時(shí)測(cè)量并提供給所述數(shù)據(jù)庫(kù)的測(cè)量值。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在每個(gè)負(fù)載單元或者能量存儲(chǔ)單元處測(cè) 量所述測(cè)量值。
8. -種電力電網(wǎng)（2)特別是智能電網(wǎng)的發(fā)電容量的適配的方法，該方法包含以下步 驟： a) 確定發(fā)電容量、能量存儲(chǔ)單元尺寸和負(fù)載單元需求，其中，從數(shù)據(jù)庫(kù)讀出或者通過(guò)讀 出電能表得到所述發(fā)電容量和/或能量單元尺寸和/或所述負(fù)載單元需求； b) 由數(shù)據(jù)處理單元的處理器根據(jù)如權(quán)利要求1至7的任一項(xiàng)所述的方法計(jì)算取決于所 述發(fā)電容量、所述能量存儲(chǔ)單元尺寸和所述負(fù)載單元需求的停電概率； c) 比較所述停電概率與目標(biāo)可靠性閾值； d) 如果所述停電概率小于所述目標(biāo)可靠性閾值，則調(diào)整所述發(fā)電容量； e) 由所述數(shù)據(jù)處理單元的處理器根據(jù)如權(quán)利要求1至7的任一項(xiàng)所述的方法計(jì)算取決 于所調(diào)整的發(fā)電容量、所述能量存儲(chǔ)單元尺寸和所述負(fù)載單元需求的新的停電概率； f) 比較所述新的停電概率與所述目標(biāo)可靠性閾值；以及 g)重復(fù)所述步驟d)至f)，直至所述新的停電概率等于或大于所述目標(biāo)可靠性閾值為 止。
9. 一種用于確定包含發(fā)電設(shè)施（4)和負(fù)載單元（6)的電力電網(wǎng)（2)特別是智能電網(wǎng)的 能量存儲(chǔ)單元尺寸的方法，該方法包含以下步驟： a) 確定發(fā)電容量和負(fù)載單元需求，其中，根據(jù)從數(shù)據(jù)庫(kù)讀出的預(yù)定的電能使用概況來(lái) 確定所述負(fù)載單元需求； b) 由數(shù)據(jù)處理單元的處理器根據(jù)如權(quán)利要求1至7的任一項(xiàng)所述的方法計(jì)算取決于所 述發(fā)電容量、所述能量存儲(chǔ)單元尺寸和所述負(fù)載單元需求的停電概率； c) 比較所述停電概率與目標(biāo)可靠性閾值； d) 如果所述停電概念小于所述目標(biāo)可靠性閾值，則調(diào)整所述能量存儲(chǔ)單元尺寸； e) 由所述數(shù)據(jù)處理單元的處理器根據(jù)如權(quán)利要求1至7的任一項(xiàng)所述的方法計(jì)算取決 于所調(diào)整的能量存儲(chǔ)單元尺寸、所述發(fā)電容量和所述負(fù)載單元需求的新的停電概率； f) 比較所述新的停電概率與所述目標(biāo)可靠性閾值；以及 g) 重復(fù)所述步驟d)至f)，直至所述新的停電概率等于或大于所述目標(biāo)可靠性閾值為 止。
10. -種用于確定電力電網(wǎng)⑵特別是智能電網(wǎng)的停電概率的數(shù)據(jù)處理單元（10)，其 中使用發(fā)電設(shè)施（4)和能量存儲(chǔ)單元（8)在一時(shí)間段內(nèi)對(duì)至少一個(gè)負(fù)載單元（6)進(jìn)行配 電，所述數(shù)據(jù)處理單元（10)包含處理器（12)，用于： 將所述時(shí)間段劃分為若干時(shí)間間隔； 確定所述時(shí)間段內(nèi)的所述發(fā)電設(shè)施（4)的發(fā)電容量和所述能量存儲(chǔ)單元（8)的能量存 儲(chǔ)單元尺寸； 分別從每個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)的負(fù)載單元（6)的負(fù)載單元需求中確定每個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)的有 效負(fù)載單元需求，其中，從數(shù)據(jù)庫(kù)讀出或者通過(guò)讀出電能表來(lái)得到每個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)的負(fù)載 單元需求，并且有效負(fù)載單元取得位于所述負(fù)載單元（6)的峰值需求與平均需求之間的 值；以及 使用包含所述發(fā)電容量、所述能量存儲(chǔ)單元尺寸和所述有效負(fù)載單元需求的電網(wǎng)參數(shù) 來(lái)計(jì)算所述停電概率，其中，對(duì)所述電網(wǎng)參數(shù)關(guān)于所述時(shí)間段的所有時(shí)間間隔進(jìn)行最優(yōu)化 以得到其最大值。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的數(shù)據(jù)處理單元，其特征在于，所述發(fā)電容量包含隨機(jī)的發(fā) 電分配。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的數(shù)據(jù)處理單元，其特征在于，所述發(fā)電容量包含若干 單獨(dú)的發(fā)電容量。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10至12的任一項(xiàng)所述的數(shù)據(jù)處理單元，其特征在于，所述發(fā)電容量 涉及下面的組中的至少一個(gè)發(fā)電廠：核電站、燃煤發(fā)電廠、燃油發(fā)電廠、燃?xì)獍l(fā)電廠、太陽(yáng)能 發(fā)電廠、水力發(fā)電廠以及風(fēng)力發(fā)電廠。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10至13的任一項(xiàng)所述的數(shù)據(jù)處理單元，其特征在于，所述能量存儲(chǔ) 單元尺寸包含若干單獨(dú)的能量存儲(chǔ)單元尺寸。
【文檔編號(hào)】H02J3/00GK104054228SQ201280065439
【公開(kāi)日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月30日
【發(fā)明者】T.薩洛尼迪斯, L.馬索列, S.凱沙弗, N.赫格德 申請(qǐng)人:湯姆遜許可公司