本發(fā)明屬于發(fā)電應(yīng)用軟件領(lǐng)域，涉及一種用戶側(cè)光儲(chǔ)一體化微網(wǎng)系統(tǒng)的容量?jī)?yōu)化配置和經(jīng)濟(jì)性測(cè)算軟件算法。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)的快速發(fā)展新能源在能源系統(tǒng)中所占比重越來(lái)越大，小型化、模塊化、分散式、布置在用戶附近為用戶供電的小型發(fā)電系統(tǒng)正在普及安裝，分布式發(fā)電技術(shù)通過(guò)與大電網(wǎng)連接為用戶提供穩(wěn)定、可靠的電能供應(yīng)，并且在大電網(wǎng)故障時(shí)能離網(wǎng)運(yùn)行，保證了供電的連續(xù)性和高的電能質(zhì)量。是能源緊缺和環(huán)境污染的理想的解決方案。

太陽(yáng)能光伏發(fā)電等可再生能源以其取之不盡，用之不竭的特點(diǎn)，受到了廣泛關(guān)注。光伏發(fā)電系統(tǒng)在微網(wǎng)中所占的比例也越來(lái)也高。但獨(dú)立的光伏發(fā)電系統(tǒng)存在隨機(jī)性和波動(dòng)性等缺點(diǎn)，當(dāng)其滲透率較大時(shí)，必將影響微電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。為了解決光伏發(fā)電和儲(chǔ)能組成的微電網(wǎng)系統(tǒng)中的功率平衡、穩(wěn)定性和電能質(zhì)量等問(wèn)題，必須配備輸出功率更為穩(wěn)定的儲(chǔ)能系統(tǒng)，并按照預(yù)定的控制策略，實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部能量的瞬時(shí)平衡，實(shí)現(xiàn)光伏儲(chǔ)能微電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

儲(chǔ)能作為一種能量?jī)?chǔ)存裝置，既能平滑光伏發(fā)電的出力，還能起到削峰填谷的作用，特別在峰谷分時(shí)電價(jià)時(shí)，既能充分利用光伏發(fā)電電能從而盡可能實(shí)現(xiàn)本地消納，還能為用戶節(jié)省用電費(fèi)用。

常用的光伏發(fā)電仿真軟件，是利用本地光照數(shù)據(jù)，根據(jù)光伏發(fā)電系統(tǒng)的安裝位置、安裝方式等計(jì)算出光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量，根據(jù)當(dāng)?shù)氐难a(bǔ)貼政策計(jì)算經(jīng)濟(jì)性，指導(dǎo)用戶光伏發(fā)電系統(tǒng)的選擇和安裝。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供用戶側(cè)并網(wǎng)型光儲(chǔ)一體化系統(tǒng)容量?jī)?yōu)化軟件算法。為用戶選擇安裝光儲(chǔ)一體化系統(tǒng)提供容量配置指導(dǎo)和預(yù)期的經(jīng)濟(jì)性測(cè)算。本發(fā)明通過(guò)輸入用戶的用電數(shù)據(jù)和特性參數(shù)，用軟件計(jì)算出最佳的光伏和儲(chǔ)能安裝容量及其經(jīng)濟(jì)性。

針對(duì)現(xiàn)有仿真軟件算法存在的問(wèn)題和缺陷，本發(fā)明提出：

根據(jù)用戶的負(fù)荷用電情況，確定電費(fèi)的繳納方式(需量/容量電費(fèi))及光儲(chǔ)系統(tǒng)最優(yōu)容量配置。需要采集用戶的用電信息(如功率/電量等)，獲取用戶的電壓等級(jí)及峰、平、谷電價(jià)，然后利用軟件按照給定的儲(chǔ)能充放電策略進(jìn)行仿真計(jì)算，而不是用年用電量和光伏年發(fā)電量進(jìn)行估算，計(jì)算結(jié)果將更加具有參考性。

用戶側(cè)并網(wǎng)型光儲(chǔ)一體化系統(tǒng)容量?jī)?yōu)化軟件算法，分為以下步驟：

2)設(shè)置輸入及輸出并設(shè)置仿真參數(shù)。需要輸入用戶年度分時(shí)電價(jià)、分時(shí)負(fù)荷、對(duì)應(yīng)的分時(shí)光照強(qiáng)度、變壓器容量及最大需量功率、光伏儲(chǔ)能單位造價(jià)及維護(hù)成本等，需要輸出優(yōu)化前后用電成本，包括市電電費(fèi)和固定成本等；

2)編寫(xiě)儲(chǔ)能充放電邏輯判斷條件，以實(shí)現(xiàn)光伏最大化消納、市電用電的削峰填谷及需量/容量電費(fèi)的降低；

3)編寫(xiě)軟件程序代碼，實(shí)現(xiàn)程序的自動(dòng)循環(huán)調(diào)用。

4)運(yùn)行程序找出經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)組合，結(jié)合用戶用電特性選擇最優(yōu)配置。

附圖說(shuō)明

圖1優(yōu)化前后日累計(jì)用電成本對(duì)比。

圖2優(yōu)化前后分時(shí)用電成本對(duì)比。

圖3優(yōu)化前后供電構(gòu)成對(duì)比。

圖4優(yōu)化后功率平衡控制模式。

圖5優(yōu)化后儲(chǔ)能狀態(tài)。

具體實(shí)施方法

下面結(jié)合實(shí)例闡述具體實(shí)施方法

用戶側(cè)并網(wǎng)型光儲(chǔ)一體化系統(tǒng)容量?jī)?yōu)化軟件算法，分為以下步驟：

3)設(shè)置輸入及輸出并設(shè)置仿真參數(shù)。需要輸入用戶年度分時(shí)電價(jià)、分時(shí)負(fù)荷、對(duì)應(yīng)的分時(shí)光照強(qiáng)度、變壓器容量及最大需量功率、光伏儲(chǔ)能單位造價(jià)及維護(hù)成本等，需要輸出優(yōu)化前后用電成本，包括市電電費(fèi)和固定成本等；

儲(chǔ)能充放電邏輯判斷條件

需量?jī)?yōu)化：

0-8h，

if{p負(fù)-p光>＝p需max,if(c儲(chǔ)>0,if(p負(fù)-p光-p需max<p儲(chǔ)max,p負(fù)-p光-p需max,p儲(chǔ)max),0),if(c儲(chǔ)<c總,if(p負(fù)-p光-p需max>-p儲(chǔ)max,p負(fù)-p光-p需max,-p儲(chǔ)max),0)}

1、用戶負(fù)荷大于光伏與最大需量功率之和時(shí)①如果儲(chǔ)能可放電,且可滿足負(fù)荷與其他兩者的差額,則差額完全由儲(chǔ)能提供,不能滿足時(shí)儲(chǔ)能按最大功率放電,另外的不足用市電,需量功率可能因此抬高②如果儲(chǔ)能已空,負(fù)荷與兩者差額全部由市電提供,需量功率可能因此抬高。

2、用戶負(fù)荷小于光伏與最大需量功率之和時(shí)①如果儲(chǔ)能可充電,差額小于儲(chǔ)能最大充電功率,則差額由儲(chǔ)能完全吸收,大于儲(chǔ)能最大功率時(shí)儲(chǔ)能按最大功率充電②如果儲(chǔ)能已滿,按需求用電，多余上網(wǎng)。

8-12h，17-21h，

if{p負(fù)-p光>p市,削峰,if(c儲(chǔ)>0,if(p負(fù)-p光-p市,削峰<p儲(chǔ)max,p負(fù)-p光-p市,削峰,p儲(chǔ)max),0),if{p負(fù)-p光>＝0,0,if(c儲(chǔ)<c總,if(p負(fù)-p光>-p儲(chǔ)max,p負(fù)-p光,-p儲(chǔ)max),0))}

1、用戶負(fù)荷大于光伏與峰電削峰高度之和時(shí)①如果儲(chǔ)能可放電,且可滿足負(fù)荷與其他兩者的差額,則差額完全由儲(chǔ)能提供,不能滿足時(shí)儲(chǔ)能按最大功率放電,另外的不足用市電,需量功率可能因此抬高②如果儲(chǔ)能已空,負(fù)荷與兩者差額全部由市電提供,需量功率也會(huì)因此抬高

2、用戶負(fù)荷大于等于光伏發(fā)電功率,但小于光伏與峰價(jià)時(shí)控制的市電削峰高度之和時(shí)儲(chǔ)能不放電,差額全部由市電提供

3、用戶負(fù)荷小于光伏發(fā)電功率時(shí)①如果儲(chǔ)能可充電,且光伏功率與負(fù)荷差額小于儲(chǔ)能最大充電功率,則差額由儲(chǔ)能完全吸收,大于儲(chǔ)能最大功率時(shí)儲(chǔ)能按最大功率充電,另外的輸入電網(wǎng),賺取光伏上網(wǎng)電費(fèi)0.378元/kwh②如果儲(chǔ)能已滿,光伏功率大于負(fù)荷部分直接上網(wǎng),賺取光伏上網(wǎng)電費(fèi)

12-17h,21-24h，

if{p負(fù)-p光>＝p需max,if(c儲(chǔ)>0,if(p負(fù)-p光-p需max<p儲(chǔ)max，p負(fù)-p光-p需max,p儲(chǔ)max),0),if(p負(fù)-p光>＝0,0,if(c儲(chǔ)<c總,if(p負(fù)-p光>-p儲(chǔ)max,p負(fù)-p光,-p儲(chǔ)max),0))}

1、用戶負(fù)荷大于光伏與最大需量功率之和時(shí)①如果儲(chǔ)能可放電,則差額完全由儲(chǔ)能提供,不能滿足時(shí)儲(chǔ)能按最大功率放電,另外的不足用市電,把需量功率抬高②如果儲(chǔ)能已空,負(fù)荷與兩者差額全部由市電提供,需量功率也有可能因此抬高

2、用戶負(fù)荷大于等于光伏發(fā)電功率,但小于光伏與最大需量功率之和時(shí)儲(chǔ)能不放電,三者差額全部由市電提供

3、用戶負(fù)荷小于光伏發(fā)電功率時(shí)①如果儲(chǔ)能可充電,且光伏功率與負(fù)荷差額小于儲(chǔ)能最大充電功率,則差額由儲(chǔ)能完全吸收,大于儲(chǔ)能最大功率時(shí)儲(chǔ)能按最大功率充電,另外的輸入電網(wǎng),賺取光伏上網(wǎng)電費(fèi)0.378元/kwh②如果儲(chǔ)能已滿,光伏功率大于負(fù)荷部分直接上網(wǎng),賺取光伏上網(wǎng)電費(fèi)。

容量?jī)?yōu)化：

0-8h，

if{p負(fù)-p光>＝p變e,if(c儲(chǔ)>0,if(p負(fù)-p光-p變e<p儲(chǔ)max,p負(fù)-p光-p變e,p儲(chǔ)max),0),if(c儲(chǔ)<c總,if(p負(fù)-p光-p變e>-p儲(chǔ)max,p負(fù)-p光-p變e,-p儲(chǔ)max),0)}

1、用戶負(fù)荷大于光伏與變壓器額定功率之和時(shí)①如果儲(chǔ)能可放電,且可滿足負(fù)荷與其他兩者的差額,則差額完全由儲(chǔ)能提供,不能滿足時(shí)儲(chǔ)能按最大功率放電,需要甩掉部分負(fù)荷②如果儲(chǔ)能已空,負(fù)荷與兩者差額的負(fù)荷全部甩掉

2、用戶負(fù)荷小于光伏與變壓器額定功率功率之和時(shí)①如果儲(chǔ)能可充電,差額小于儲(chǔ)能最大充電功率,則差額由儲(chǔ)能完全吸收,大于儲(chǔ)能最大功率時(shí)儲(chǔ)能按最大功率充電②如果儲(chǔ)能已滿,按需求用電，多余上網(wǎng)。

8-12h,17-21h，

if{p負(fù)-p光>p市,削峰,if(c儲(chǔ)>0,if(p負(fù)-p光-p市,削峰<p儲(chǔ)max,p負(fù)-p光-p市,削峰,p儲(chǔ)max),0),if{p負(fù)-p光>＝0,0,if(c儲(chǔ)<c總,if(p負(fù)-p光>-p儲(chǔ)max,p負(fù)-p光,-p儲(chǔ)max，),0))}

1、用戶負(fù)荷大于光伏與峰電削峰高度之和時(shí)①如果儲(chǔ)能可放電,且可滿足負(fù)荷與其他兩者的差額,則差額完全由儲(chǔ)能提供,不能滿足時(shí)儲(chǔ)能按最大功率放電,另外的不足用市電,當(dāng)市電功率超過(guò)變壓器額定功率時(shí)需要甩負(fù)荷②如果儲(chǔ)能已空,負(fù)荷與兩者差額全部由市電提供,超過(guò)變壓器額定功率時(shí)需要甩負(fù)荷

2、用戶負(fù)荷大于等于光伏發(fā)電功率,但小于光伏與峰價(jià)時(shí)控制的市電削峰高度之和時(shí)儲(chǔ)能不放電,差額全部由市電提供

3、用戶負(fù)荷小于光伏發(fā)電功率時(shí)①如果儲(chǔ)能可充電,且光伏功率與負(fù)荷差額小于儲(chǔ)能最大充電功率,則差額由儲(chǔ)能完全吸收,大于儲(chǔ)能最大功率時(shí)儲(chǔ)能按最大功率充電,另外的輸入電網(wǎng),賺取光伏上網(wǎng)電費(fèi)0.378元/kwh②如果儲(chǔ)能已滿,光伏功率大于負(fù)荷部分直接上網(wǎng),賺取光伏上網(wǎng)電費(fèi)。

12-17h,21-24h，

if{p負(fù)-p光>＝p變e,if(c儲(chǔ)>0,if(p負(fù)-p光-p變e<p儲(chǔ)max，p負(fù)-p光-p變e,p儲(chǔ)max),0),if(p負(fù)-p光>＝0,0,if(c儲(chǔ)<c總,if(p負(fù)-p光>-p儲(chǔ)max,p負(fù)-p光,-p儲(chǔ)max,0))}

1、用戶負(fù)荷大于光伏與變壓器額定功率功率之和時(shí)①如果儲(chǔ)能可放電,且可滿足負(fù)荷與其他兩者的差額,則差額完全由儲(chǔ)能提供,不能滿足時(shí)儲(chǔ)能按最大功率放電,需要甩掉部分負(fù)荷②如果儲(chǔ)能已空,負(fù)荷與兩者差額的負(fù)荷全部甩掉。

2、用戶負(fù)荷大于等于光伏發(fā)電功率,但小于光伏與變壓器額定功率功率之和時(shí)儲(chǔ)能不放電,三者差額全部由市電提供。

3、用戶負(fù)荷小于光伏發(fā)電功率時(shí)①如果儲(chǔ)能可充電,且光伏功率與負(fù)荷差額小于儲(chǔ)能最大充電功率,則差額由儲(chǔ)能完全吸收,大于儲(chǔ)能最大功率時(shí)儲(chǔ)能按最大功率充電,另外的輸入電網(wǎng),賺取光伏上網(wǎng)電費(fèi)0.378元/kwh②如果儲(chǔ)能已滿,光伏功率大于負(fù)荷部分直接上網(wǎng),賺取光伏上網(wǎng)電費(fèi)。

運(yùn)行程序，計(jì)算分析最優(yōu)組合

仿真計(jì)算結(jié)果列出了容量?jī)?yōu)化、需量?jī)?yōu)化情況下具有最優(yōu)經(jīng)濟(jì)性的光伏和儲(chǔ)能容量配置，并且以圖片的方式形象展示，可以作為參考。