计及多重盈利模式的用户侧储能收益评估方法及系统

本发明属于电力系统储能收益评估，具体涉及一种计及多重盈利模式的用户侧储能收益评估方法及系统。

背景技术：

1、随着新型电力系统中新能源的渗透率增加以及储能技术的日益成熟，新型储能已在电力系统的发电侧、输配电侧和用户侧等多个领域得到广泛应用。特别是在用户侧，接入储能系统不仅可以减少配电网侧的规划容量，降低用户的需量电费和电量电费，还能提高供电可靠性。一般情况下，用户侧储能系统会在负荷低谷期以负荷运行模式工作，在负荷高峰期则切换为发电机运行模式。由于峰谷电价的存在，用户侧储能系统能够在不同时段进行充放电，有效减少用户的购电费用。用户侧储能收益分析模型的主要目的是为了提供一个可视化且可预测的电费管理工具，通过全局规划帮助用户降低需量电费和电量电费，以此降低用户的电费总支出。

2、目前，用户侧储能的盈利模式主要包括峰谷价差套利、容量电费管理、需求侧响应、一次性政策补贴以及提高供电可靠性等。其中峰谷价差套利是大部分用户侧储能项目的主要盈利模式，而这种峰谷价差通常受到地区和政策的影响较大。峰谷电价政策利用价格杠杆引导用户积极参与电力需求响应，用户因此倾向于在电价低谷时段增加用电，在电价高峰时段减少用电，这样做既能削减高峰期的电力需求，也有助于电网的调峰需求降低。

3、在用户侧储能收益分析模型的功能评价方面，通常会通过评估其接入后带来的经济收益来衡量储能系统的性能优势。经济收益与储能系统的运行策略密切相关，只有在储能装置的运行策略达到最优时，其产生的收益才能最大化。因此，准确评估用户侧储能系统在多种运行场景和多种盈利模式下的综合收益，对于指导用户侧储能容量规划和运行管理具有重要的意义，这也是当前技术发展中亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决现有技术中的不足，并提供一种计及多重盈利模式的用户侧储能收益评估方法及系统。

2、本发明所采用的具体技术方案如下：

3、第一方面，本发明提供一种计及多重盈利模式的用户侧储能收益评估方法，具体步骤如下：

4、s1：电力用户侧接有储能系统，获取输入数据；所述输入数据包括电力用户侧各计费周期典型日的历史负荷功率、分时电价数据以及储能系统的一次性补贴价格、额定功率、总容量、充放电效率、放电深度、初始荷电状态和度电成本；

5、s2：考虑储能系统的约束条件，以各计费周期下的储能收益最大化为优化目标，构建用户侧储能年收益评估模型；

6、s3：将步骤s1获取的输入数据输入至用户侧储能年收益评估模型的目标函数，采用混合整数线性优化算法求解目标函数，得到接入该储能系统后用户侧的最大年储能收益以及每个时段的储能系统充放电功率；

7、s4：基于每个时段的储能系统充放电功率数据，绘制得到储能系统的充放电功率曲线；将用户历史负荷功率与储能系统充放电功率相减，绘制得到用户净负荷曲线，完成年储能收益分析报告的可视化。

8、作为优选，步骤s1中，所述计费周期采用季度，将电力用户侧未接有储能系统时的历史负荷功率按照季度聚类计算，得到各季度典型日的历史负荷功率。

9、作为优选，步骤s2中所述的用户侧年储能收益评估模型的目标函数为：

10、max c＝cα+cβ-cs

11、式中：max c为待求解的最大年储能收益，单位为元/年；cα为储能系统峰谷套利运行收益，单位为元/年；cβ为储能系统一次性政府补贴收益，单位为元/年；cs为储能系统的运行成本，单位为元/年。

12、进一步的，所述储能系统峰谷套利运行收益cα的计算方式如下：

13、

14、式中：η为储能系统的充放电效率，单位为％；n为分时电价的时段数；πi为第i时段的峰谷电价，单位为元/kwh；pi为第i时段的储能系统充放电功率，充电功率为负，放电功率为正，单位为kw；δti为第i时段的时长，选择1h；

15、所述储能系统一次性政府补贴收益cβ的计算如下：

16、

17、式中：ep为用户安装储能系统前后用电高峰的差量，即用电高峰期间储能系统的放电电量，单位为kwh；为用户安装储能系统时政府给予的一次性补贴价格，单位为元/kwh；

18、所述储能系统的运行成本cs的计算方式如下：

19、

20、式中：m为储能系统的度电成本，单位为元/kwh。

21、进一步的，步骤s2中，第i时段储能系统的充放电功率pi需同时满足以下约束条件：

22、1)储能系统最大充放电功率约束：

23、pmin≤pi≤pmax(i＝1,2,…,n)

24、式中，pmin为储能系统最大充电功率的负值；pmax为储能系统最大放电功率；

25、2)储能系统剩余电量约束：

26、

27、式中，dod为储能系统的放电深度，单位为％；kc为储能系统的总容量，单位为kwh；socmax为储能系统的荷电状态上限，单位为％；

28、3)储能系统充电电量和放电电量约束：

29、储能系统在一天的运行周期内，充电电量和放电电量相加为0，使得每天初始状态相同，公式如下：

30、

31、4)储能系统放电时段中放电电量约束：

32、储能系统放电时段中放电电量应小于等于用户的用电量，公式如下：

33、(pi×δti)≤ei

34、式中，ei为第i个放电时段中用户历史负荷电量，单位为kwh，i应遍历一天中所有的储能系统放电时段。

35、第二方面，本发明提供一种计及多重盈利模式的用户侧储能收益评估系统，包括：

36、数据读取模块，用于读取输入数据，包括电力用户侧各计费周期典型日的历史负荷功率、分时电价数据以及储能系统的一次性补贴价格、额定功率、总容量、充放电效率、放电深度、初始荷电状态和度电成本；

37、模型构建模块，用于考虑储能系统的约束条件，以各计费周期下的储能收益最大化为优化目标，构建用户侧年收益评估模型；

38、结果获取模块，用于将数据读取模块获取的输入数据输入至用户侧储能年收益评估模型的目标函数，采用混合整数线性优化算法求解目标函数，得到接入该储能系统后用户侧的最大年储能收益以及每个时段的储能系统充放电功率；

39、可视化模块，用于根据每个时段的储能系统充放电功率数据，绘制得到储能系统的充放电功率曲线；将用户历史负荷功率与储能系统充放电功率相减，绘制得到用户净负荷曲线。

40、本发明相对于现有技术而言，具有以下有益效果：

41、本发明考虑储能系统的约束条件，以各计费周期下的储能收益最大化为优化目标，构建了用户侧储能年收益评估模型。采用混合整数线性优化算法求解该模型的目标函数，得到接入该储能系统后用户侧的最大年储能收益以及每个时段的储能系统充放电功率。基于每个时段的储能系统充放电功率数据，绘制得到储能系统的充放电功率曲线；将用户历史负荷功率与储能系统充放电功率相减，绘制得到用户净负荷曲线，完成年储能收益分析报告的可视化，实现长期收益的准确评估。通过本发明提供的方法为用户侧储能选择最优的储能系统运行方式，减小电网调峰需求，更好地实现用户侧储能的经济价值。