多种智能设备接入系统的配电网综合效益评估方法

摘要

本发明公开了一种多种智能设备接入系统的配电网综合效益评估方法，包括：建立多种智能设备接入系统的配电网综合效益评估指标体系；建立配电网综合效益评价数学模型；针对接入不同的智能设备，进行配电网综合效益评估。采用本发明可对有各种智能设备接入的配电网进行经济性评估，可以对比并区别储能设备安装于负荷侧或电源侧的效果，进而对多种智能设备接入系统的配电网的综合投入成本给出相应的效益评估。

主权项

一种多种智能设备接入系统的配电网综合效益评估方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)建立多种智能设备接入系统的配电网综合效益评估指标体系，所述评估指标体系包括：储能电站接入配电网的经济效益评估指标、分布式电源接入配电网的经济效益评估指标和充电站接入配电网的经济效益评估指标；所述储能电站接入配电网的经济效益评估指标包括：反映配电网加入储能电站后的经济效益评估；所述分布式电源接入配电网的经济效益评估指标包括：反映配电网加入分布式电源后的经济效益评估；所述充电站接入配电网的经济效益评估指标包括：反映配电网加入充电站后的经济效益评估；(2)建立配电网综合效益评价数学模型：$E=E_s+E_d+E_c=\underset{i=1}{\overset{a}{\Sigma }}{E}_{\mathrm{Si}}+\underset{j=1}{\overset{b}{\Sigma }}{E}_{\mathrm{dj}}+\underset{k=1}{\overset{c}{\Sigma }}{E}_{\mathrm{ck}}$式中，E表示配电网的综合效益评估结果；E_s为配电网加入储能电站后的经济效益计算函数，其具体内容包括在配电网中建设储能电站而在减少电网扩建容量、减少电网网损费用、低储高发套利、新能源并网备用容量和减少缺电成本等方面带来的收益；E_d为配电网加入分布式电源后的经济效益计算函数，包括环境收益和减少网损收益；E_c为配电网加入充电站后的经济效益计算函数，包括充换电收益和节能减排收益；a,b,c分别为电网中储能电站、分布式电源和充电站的数目，当无该相应智能设备接入配电网时，取值为0；(3)针对接入不同的智能设备，所述配电网综合效益评估方法为：3.1：针对具有n个节点的配电网，结合配电网综合效益评价数学模型，输入网络参数和经济指标初始参数，令，l＝1，i＝0，j＝0，k＝0；3.2：判断是否l≤n？若是，则转下一步骤；若否，当转步骤3.7；3.3：判断l是否接入智能设备以及智能设备的类型；若无智能设备接入，则令l＝l+1，转步骤3.2；若有智能设备接入，判断接入智能设备的类型，若接入储能电站，转步骤3.4；若接入分布式电源，转步骤3.5；若接入充电站，转步骤3.6；3.4：令i＝i+1，根据储能电站的参数：蓄电池的最大输出功率P_smax和储存的最大电能W_smax，蓄电池寿命N，利用储能电站的经济技术计算函数(1)计算接入储能电站后电网的经济效益指标，令l＝l+1，回到步骤3.2；定义所述储能电站的经济技术计算函数(1)为：E_s＝E₁+E₂+E₃+E₄+E₅‑C₁‑C₂，其中，E₁＝λ_dC_dηP_smaxNE₂＝W_h0+W_l1＝365(ξ_h0‑ξ_hi)Nt_he_h+365(ξ_l0‑ξ_li)Nt_le_lE₃＝nP_smax(e_h‑e_l)TNE₄＝0.5P_smaxTe_sE₅＝0.5P_smaxT(1‑A_s)R_IEAC₁＝C_AW_smax+C_pP_smaxC₂＝(C_y+C_w)P_smax以上各计算公式意义分别表述如下：E₁为减少电网扩建容量方面的收益等值到每年的现值；E₂为储能电站的整个寿命周期中，系统在减少电网网损费用方面的收益，包括荷峰期电网网损节约费用W_h0、荷谷期电网网损节约费用W_l1；E₃为储高发套利显性经济收益的年值；E₄为新能源并网备用容量收益；E₅为减少缺电成本收益；C₁、C₂分别为投资成本和运行维护成本；其中，变量为N储能电站的寿命，储能系统长期最大充放电功率，即额定功率P_smax、蓄电池储存的最大电能W_smax；通过经验赋值的已知参数有：C_A单位储能的费用；C_p为电力传输系统以及能量转换控制系统单位功率建造费用；C_y、C_w分别为能量存储系统的单位运行费用和单位维护费用；C_d为配电网的单位造价；λ_d为配电设备的固定资产折旧率；η为储能装置的储能效率；ξ_h0、ξ_hi分别为安装储能电站前后荷峰期间的网损率，ξ_l0、ξ_li分别为安装储能电站前后荷谷期间的网损率；t_h、t_l分别为荷峰、荷谷时间；e_h、e_l分别为峰、谷电价；e_s为备用容量的价格；T为储能装置以功率P_smax充电的持续时间；A_s为配电站供电可靠度，R_IEA为用户停电损失评价率；3.5：令j＝j+1，根据分布式电源的参数，利用分布式电源的经济技术计算函数(2)计算接入分布式电源后电网的经济效益指标，计算毕，令l＝l+1，回到步骤3.2；定义所述分布式电源的经济技术计算函数(2)为：E_d＝E₁+E₂‑C₁‑C₂其中，E₁＝P_dmax[K_NO(W_NO,1+W_NO,2)+K_SO2(W_SO2,1+W_SO2,2)+K_CO2(W_CO2,1+W_CO2,2)]E₂＝W_h0+W_l1C₁＝C_DiP_dmaxC₂＝C_mC_DiP_dmax以上各计算公式意义分别表述如下：E₁为环境成本，E₂为减少网损效益；C₁、C₂分别为固定成本和运行维护成本；其中，变量有分布式电源的最大功率P_dmax，通过经验赋值的已知参数有：C_Di为分布式电源的购买和安装费用；C_m为运行维护成本占投资成本的百分比；K_NO、K_SO2、K_CO2分别为分布式电源NO、SO₂、CO₂的排放系数，W_NO,1、W_SO2,1、W_CO2,1分别为相应污染气体的环境价值，W_NO,2、W_SO2,2、W_CO2,2分别为相应污染气体的排放费用；3.6：令k＝k+1，根据充电站的参数，利用充电站的经济技术计算函数(3)计算接入充电站后电网的经济效益指标；计算毕，令l＝l+1，则回到步骤3.2；定义所述充电站的经济技术计算函数为：E_c＝E₁+E₂‑C₁‑C₂‑C₃‑C₄其中，E₁＝365P_cmaxT(e_h‑e_l)NE₂＝365TN_dL_d(c_CK_ds+c_CO2K_dCO2+c_COK_dCO+c_CNK_dCN+c_NOxK_dNOx)C₁＝C_COP_cmax(1+r)^N/(1+i)^NC₂＝24·365S₀NC₃＝S₁NC₄＝C_m0P_cmax以上各计算公式意义分别表述如下：E₁为充换电收益；E₂为节能减排收益；C₁是配变等基础设备的固定投资成本、C₂是土地使用成本、C₃是充电站整个寿命周期内的人力成本、C₄为运行维护成本；其中，变量为充电站的最大功率P_cmax、T为充电桩以最大功率充电的持续时间、N为充电站的寿命年限，通过经验赋值的已知参数有：C_CO为配变等基础设备的固定单位投资成本，r为贴现率，i为货币膨胀率；S₀为单位土地使用成本，S₁为单位人力成本；C_m0为充电站的单位运行维护成本；N_d为充换电站一天内的电动汽车数量，L_d为每辆电动汽车每次充电后的平均行驶距离，c_C、c_CO2、c_CO、c_CN、c_NOx分别为煤、CO₂、CO、CN化合物和NO_x的排放价格；K_ds为单量电动汽车的平均节煤系数，K_dCO2、K_dCO、K_dCN、K_dNOx分别为其对应污染物的减排系数；3.7：更新配电网数据，计算网络中接入相应智能设备之后的网损，修正网络中智能设备在减少电网网损费用方面的收益，输出配电网综合评估结果。