新能源场站群共享储能长期规划方法、装置、设备及介质

本技术涉及储能，特别涉及一种新能源场站群共享储能长期规划方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、在能源转型及“双碳”目标的驱动下，新能源发电呈现规模化发展，但其存在出力间歇性问题。储能具有平抑新能源出力波动及能量时空转移优势，是解决上述挑战的有效手段，为提高发电侧新能源场站的友好并网能力，我国多地相继发布新能源配套储能政策，然而储能高昂的成本造价严重地滞碍了储能的投建。

2、鉴于诸多“共享经济”的成功，共享经济理念也逐渐在电力系统领域崛起，共享储能以降低传统储能投资规模成为研究热点。基于上述共享经济的定义，共享储能核心在于将储能设备的所有权和使用权分开，通过频繁的主体之间的交互关系，盘活储能资源的使用率，进一步提高储能的经济性，为储能规模化发展具有重要支撑作用。但是相较于一般资源间的共享，无需考虑实时平衡问题，而在电力系统中，系统平衡是保证电力系统稳定运行的重要因素。因而实时功率平衡是共享储能的特有特性，也是共享储能实施起来的难点。储能共享的模式可以应对传统储能模式下设备利用率低和经济效益差等问题，将储能共享模式结合不同储能技术在能量存储时间尺度上的差异性，可以解决单一类型储能共享模式下可再生能源多时间尺度调节需求的局限性。

3、相关技术中，通常集中于研究短时间尺度下共享储能的规划策略，然而，在相关技术中，短时间尺度下的规划策略通常无法兼顾新能源装机容量增长及储能技术革新等能源领域潜在的因素对共享储能规划的影响，进一步导致共享储能规划超前，造成共享储能容量的虚耗；或滞后规划导致共享储能的调节能力下降等问题。

技术实现思路

1、本技术提供一种新能源场站群共享储能长期规划方法、装置、设备及介质，以解决相关技术中通常存在无法实时进行共享储能规划，从而容易造成共享储能容量虚耗或共享储能的调节能力降低，从而降低资源的利用效率等问题。

2、本技术第一方面实施例提供一种新能源场站群共享储能长期规划方法，包括以下步骤：获取新能源场站群的负荷增长数据；根据负荷增长数据将集中式共享储能电站的规划周期划分多个阶段；根据每个阶段设备容量规划序列集合计算设备容量规划序列集合和设备时序出力集合，根据设备容量规划序列集合计算集中式共享储能电站在每个阶段的各子组件容量累计值；根据设备时序出力集合、各子组件容量累计值和共享储能长期规划目标构建共享储能长期扩展规划模型，基于共享储能长期扩展规划模型确定集中式共享储能电站每个阶段的规划容量。

3、可选地，在本技术的一个实施例中，根据设备时序出力集合、各子组件容量累计值和共享储能长期规划目标构建共享储能长期扩展规划模型，包括：获取集中式共享储能电站的目标约束条件；根据目标约束条件、设备时序出力集合、各子组件容量累计值和共享储能长期规划目标构建共享储能长期扩展规划模型。

4、可选地，在本技术的一个实施例中，共享储能长期扩展规划模型为：

5、

6、其中，maxti为利益的最大化目标；cpses为平滑多新能源场站出力曲线的支付函数；csses为新型储能投建补贴收益；cises为共享储能投资成本；coses为储能设备阶段运行维护成本；cvses为共享储能设备残值回收；分别为s阶段t时段共享储能运营商与新能源场站r交互单位功率购/售电价；分别为共享储能系统m型子组件的投建补贴成本系数/运行维护成本系数/残值回收成本系数；分别为新能源场站r在s阶段t时段使用共享储能的充/放电功率；为共享储能系统m型子组件在s阶段的剩余价值；为共享储能系统m型各子组件年均值率；为共享储能系统m型子组件的单位投资成本；为共享储能系统m型子组件在s阶段的投资成本；为共享储能系统m型子组件的剩余价值系数；为共享储能m型子组件的全周期运行寿命；r为新能源场站索引；s为共享储能规划阶段索引；t为共享储能运行时间段索引。

7、可选地，在本技术的一个实施例中，目标约束条件包括电化学储能充放电功率上下限约束、电解槽的运行约束与燃料电池的运行约束、共享储能运行过程中能量连续性约束、储氢罐内部能量连续性约束、新能源场站群与集中式共享储能电站之间的功率平衡约束的至少一个。

8、可选地，在本技术的一个实施例中，电化学储能充放电功率上下限约束为：

9、

10、其中，为电化学储能放电功率上下限；为规划期s阶段t时段共享储能放电二进制变量；为共享储能中电化学储能在规划期s阶段的额定功率；为电化学储能充电功率上下限；为规划期s阶段t时段共享储能充电二进制变量；s为共享储能规划阶段索引；t为共享储能运行时间段索引；

11、电解槽的运行约束与燃料电池的运行约束为：

12、

13、其中，为电化学储能放电功率上下限；为规划期s阶段t时段电解槽运行状态的二进制变量；为在规划期s阶段累计电解槽的电解功率；为电化学储能充电功率上下限；为在规划期s阶段t时段燃料电池释放功率；为在规划期s阶段t时刻燃料电池的释放功率；s为共享储能规划阶段索引；t为共享储能运行时间段索引；

14、共享储能运行过程中能量连续性约束为：

15、

16、其中，为在规划期s阶段t时段，电化学储能内部电量；为规划期s阶段t-1时段电化学储能内部电量；为电化学储能充电转换效率；为电化学储能放电功率上下限；为电化学储能充电功率上下限；为电化学储能放电转换效率；δt为时间间隔；为电化学储能内部电量最小系数；为在规划期s阶段电化学储能内部的累计电量；为电化学储能内部电量最大系数；为在规划期s阶段电化学储能内部的开始电量；为在规划期s阶段电化学储能内部的末电量；s为共享储能规划阶段索引；t为共享储能运行时间段索引；b为电化学储能子组件索引；

17、储氢罐内部能量连续性约束为：

18、

19、其中，为在规划期s阶段t时段储氢罐内部能量；为在规划期s阶段t-1时段储氢罐内部能量；为在规划期s阶段t时刻电解槽的制氢量；为在规划期s阶段t时刻燃料电池的耗氢量；δt为时间间隔；为在规划期s阶段t时段内部可存储能量最小系数；为规划期s阶段t时段氢储能系统内部电解功率；为在规划期s阶段t时段内部可存储能量最大系数；为在规划期s阶段t时段储氢罐内部能量初始能量；为在规划期s阶段t时段储氢罐内部能量末能量；s为共享储能规划阶段索引；t为共享储能运行时间段索引；h为氢储能系统中子组件索引；

20、新能源场站群与集中式共享储能电站之间的功率平衡约束为：

21、

22、其中，为规划期s阶段新能源场站的出力的区域负荷；为规划期s阶段内新能源场站上网偏差正功率；为新能源场站r在s阶段t时段使用共享储能的放电功率；为规划期s阶段新能源场站所承担的区域负荷；为规划期s阶段内新能源场站上网偏差负功率；为新能源场站r在s阶段t时段使用共享储能的充电功率；r为新能源场站；s为共享储能规划阶段索引；t为共享储能运行时间段索引。

23、可选地，在本技术的一个实施例中，各子组件容量累计值的计算公式为：

24、

25、其中，为共享储能各子组件容量累计值；为共享储能各子组件更替约束及各子组件容量衰减率；为多阶段时序配置容量累计值。

26、可选地，在本技术的一个实施例中，集中式共享储能电站在每个阶段的各子组件容量累计值与额定功率之间存在线性关系。

27、本技术第二方面实施例提供一种新能源场站群共享储能长期规划装置，包括：获取模块，用于获取新能源场站群的负荷增长数据；划分模块，用于根据负荷增长数据将集中式共享储能电站的规划周期划分多个阶段；计算模块，用于根据每个阶段设备容量规划序列集合计算设备容量规划序列集合和设备时序出力集合，根据设备容量规划序列集合计算集中式共享储能电站在每个阶段的各子组件容量累计值；构建模块，用于根据设备时序出力集合、各子组件容量累计值和共享储能长期规划目标构建共享储能长期扩展规划模型，基于共享储能长期扩展规划模型确定集中式共享储能电站每个阶段的规划容量。

28、本技术第三方面实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序，以实现如上的新能源场站群共享储能长期规划方法。

29、本技术第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序或指令，该计算机程序或指令被执行时，以实现如上的新能源场站群共享储能长期规划方法。

30、由此，本技术包括如下有益效果：

31、本技术实施例基于共享储能运营商和参与能量共享主体间的交互关系，提出满足多新能源场站在长时间尺度演变状态下的共享储能长期运营策略；基于储能系统的充放电特性，提出适用于多时间尺度调节需求的集中式共享混合储能模型；基于“源-荷”增长及储能技术革新等影响因素，构建服务于多新能源场站的集中式共享储能长期多阶段规划模型，从而实现了从能量分配角度，来构造对电-氢混合储能的集中式共享储能系统的长期多阶段规划模型，从而确保了可以实时规划共享储能，且兼顾了新能源装机容量的增长和储能技术革新等能源领域潜在的因素对共享储能规划的影响，提高了资源的利用效率，提高了共享储能的调节能力。由此，解决了相关技术中通常存在无法实时进行共享储能规划，从而容易造成共享储能容量虚耗或共享储能的调节能力降低，从而降低资源的利用效率等技术问题。

32、本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。

技术特征：

1.一种新能源场站群共享储能长期规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的新能源场站群共享储能长期规划方法，其特征在于，所述根据所述设备时序出力集合、所述各子组件容量累计值和所述共享储能长期规划目标构建共享储能长期扩展规划模型，包括：

3.根据权利要求1所述的新能源场站群共享储能长期规划方法，其特征在于，所述共享储能长期扩展规划模型为：

4.根据权利要求2所述的新能源场站群共享储能长期规划方法，其特征在于，所述目标约束条件包括电化学储能充放电功率上下限约束、电解槽的运行约束与燃料电池的运行约束、共享储能运行过程中能量连续性约束、储氢罐内部能量连续性约束、新能源场站群与集中式共享储能电站之间的功率平衡约束的至少一个。

5.根据权利要求4所述的新能源场站群共享储能长期规划方法，其特征在于，所述电化学储能充放电功率上下限约束为：

6.根据权利要求1所述的新能源场站群共享储能长期规划方法，其特征在于，所述各子组件容量累计值的计算公式为：

7.根据权利要求1所述的新能源场站群共享储能长期规划方法，其特征在于，所述集中式共享储能电站在每个阶段的各子组件容量累计值与额定功率之间存在线性关系。

8.一种新能源场站群共享储能长期规划装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现权利要求1-7任一项所述的新能源场站群共享储能长期规划方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序或指令，其特征在于，所述计算机程序或指令被执行时，以实现权利要求1-7任一项所述的新能源场站群共享储能长期规划方法。

技术总结
本申请涉及储能技术领域，特别涉及一种新能源场站群共享储能长期规划方法、装置、设备及介质，其中，方法包括：获取新能源场站群的负荷增长数据；根据负荷增长数据将集中式共享储能电站的规划周期划分多个阶段；计算设备容量规划序列集合和设备时序出力集合，计算集中式共享储能电站在每个阶段的各子组件容量累计值；根据设备时序出力集合、各子组件容量累计值和共享储能长期规划目标构建共享储能长期扩展规划模型，基于共享储能长期扩展规划模型确定集中式共享储能电站每个阶段的规划容量。由此，解决了相关技术中通常存在无法实时进行共享储能规划，从而容易造成共享储能容量虚耗或共享储能的调节能力降低，从而降低资源的利用效率等问题。

技术研发人员：陈来军,梅生伟,李笑竹,杨昶兴
受保护的技术使用者：青海大学
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5