一种电网侧储能系统的评价体系构建方法及系统

技术领域

本发明涉及电网储能技术领域，特别是涉及一种电网侧储能应用的评价体系建立方法、装置、终端和存储介质。

背景技术

目前，国内外学者逐渐开展了关于储能评价的相关研究。比如构建电池储能技术综合评价指标体系，针对储能技术在不同领域的具体应用进行了综合评价。如：1)储能系统本体：建立电力储能蓄电池的综合评价体系，把环保性、技术性能、经济性和安全性作为评估电力储能蓄电池综合性能的4个一级指标，每个一级指标下再各设若干二级指标。2)电源侧新能源配置储能：从技术、经济、社会和环境4个方面入手，建立风光储能电站技术经济综合评价指标体系，选择序关系法确定了综合评价指标体系的权重，并运用模糊综合评价法对指标体系进行综合评价，建立了风光储电站技术经济综合评价模型。3)电源侧光伏配置储能：利用年度8760h潮流计算和优方法，得到有储能和无储能接入情况下的最优技术措施组合，通过对比不同措施组合的成本构成，评估储能支撑分布式光伏接入的价值。4)单一层面：针对储能应用的评价，从补偿效果、安全性、可靠性、经济性等方面给出了相关评价指标和评价方法。5)不同利益主体：提出考虑多利益主体的分层储能系统综合评估指标体系，基于AHP(层次分析法)和TOPSIS(改进逼近理想解法)提出了多模型综合评估算法。

但是，现有的对储能技术的研究多是从储能电站本体、电源侧的新能源配置储能以及不同利益主体的角度，对储能系统技术或经济效益进行评价的，未研究电网侧储能系统的综合效用评价指标。

发明内容

本发明的目的是：提供一种电网侧储能应用的评价体系建立方法、装置、终端和存储介质，本发明通过考虑经济性、技术、环境影响，建立了一套适用于电网侧储能综合评价的指标体系，可普遍适用于大部分电网侧储能系统的评价。

为了实现上述目的，本发明提供了一种电网侧储能系统的评价体系构建方法，包括：

获取目标区域内电网设备台账和运行数据，并根据所述台账和运行数据，分析得到目标区域内储能系统的运行状况；

根据所述储能系统的运行状况，结合所述储能系统的特点和评价目的，选择所述储能系统的评价指标，并将所述评价指标构建评价指标集；其中，所述评价指标包括：经济性指标、电网影响指标和环境影响指标；

对所述评价指标集进行预处理，获得预处理后的评价指标集，其中，所述预处理，包括：设定每种评价指标的边界范围、评分标准和指标权重；

根据所述预处理后的评价指标集，构建电网侧储能系统的评价体系。

进一步地，所述经济性指标，包括：净现值、内部收益率和动态投资回收期；其中，

所述净现值，采用如下计算公式：

式中，NPV为净现值，CI为现金流入量，CO为现金流出量；(CI-CO)

所述内部收益率，采用如下计算公式：

式中，IRR为内部收益率，r

所述动态投资回收期，采用如下计算公式：

式中，P

进一步地，所述电网影响指标，包括：供电安全性、供电可靠性、供电经济性和供电能力，其中，

所述供电安全性，包括：主变N－1的通过率、线路N－1的通过率和线路N－1最大负荷损失率；

所述供电可靠性，包括：系统平均停电频率、系统平均停电频率；

所述供电经济性，包括：平均线损率、变压器负载率方差和线路负载率方差；

所述供电能力，包括：配电系统最大供电能力和最大供电能力占比。

进一步地，所述主变N－1的通过率，采用如下计算公式：

式中，n

所述线路N－1的通过率，采用如下计算公式：

式中，m

所述线路N－1最大负荷损失率，如下计算公式：

式中，ΔP

所述系统平均停电频率，采用如下计算公式：

式中，n

所述系统平均停电持续时间，采用如下计算公式：

式中，N为用户数量；t

所述平均线损率，采用如下计算公式：

式中，ΔP

所述变压器负载率方差，采用如下计算公式：

式中，N为某变压器一年内负载率采样点数量，β

所述线路负载率方差，采用如下计算公式：

式中，N为某条线路一年内负载率采样点数量，β

所述配电系统最大供电能力，采用如下计算公式：

A

式中，A

所述最大供电能力占比，采用如下计算公式：

η

式中，A

进一步地，所述环境影响指标，包括：单位容量土地占用面积、单位容量二氧化碳减排量、单位容量二氧化硫减排量、单位容量氮氧化物减排量和单位容量烟尘减排量。

进一步地，所述单位容量土地占用面积，采用如下计算公式：

式中，A为储能系统占用土地面积；E

所述单位容量二氧化碳减排量，采用如下计算公式：

式中，

所述单位容量二氧化硫减排量，采用如下计算公式：

式中，

所述单位容量氮氧化物减排量，采用如下计算公式：

式中，

所述单位容量烟尘减排量，采用如下计算公式：

ΔW

式中，ΔW

进一步地，所述根据所述预处理后的评价指标集，构建电网侧储能系统的评价体系，采用如下计算公式：

评价总得分＝经济性评价指标权重×经济性评价指标得分+电网影响评价指标权重×电网影响评价指标得分+环境影响评价指标权重×环境影响评价指标得分。

本发明还提供一种电网侧储能系统的评价体系构建系统，包括：数据获取模块、评价指标选取模块、预处理模块和评价体系构建模块，其中，所述数据获取模块，用于获取目标区域内电网设备台账和运行数据，并根据所述台账和运行数据，分析得到目标区域内储能系统的运行状况；

所述评价指标选取模块，用于根据所述储能系统的运行状况，选择所述储能系统的评价指标，并将所述评价指标构建评价指标集；其中，所述评价指标包括：经济性指标、电网影响指标和环境影响指标；

所述预处理模块，用于对所述评价指标集进行预处理，获得预处理后的评价指标集，其中，所述预处理，包括：设定每种评价指标的边界范围、评分标准和指标权重；

所述评价体系构建模块，用于根据所述预处理后的评价指标集，构建电网侧储能系统的评价体系。

本发明还提供一种计算机终端设备，包括：一个或多个处理器；存储器，与所述处理器耦接，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上述任一项所述的电网侧储能系统的评价体系构建方法。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项所述的电网侧储能系统的评价体系构建方法。

本发明实施例一种电网侧储能系统的评价体系构建方法、系统、终端和存储介质与现有技术相比，其有益效果在于：

1、考虑到储能功用多、效益计算复杂，利用层次分析法对各层次效益进行细致解剖分析，分析各效益之间的制约和叠加关系，避免重复漏算，能够准确计算出综合效益。

2、提出储能在电网中应用的综合效用评价指标体系建立方法，多角度分析考虑储能后的电网各方面指标的影响，包含可靠性指标、能效指标及对储能系统的价值评价的经济性指标、电网影响指标等。

附图说明

图1是本发明提供的一种电网侧储能系统的评价体系构建方法的流程示意图；

图2是本发明提供的一种电网侧储能系统的评价体系构建系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，文中所使用的步骤编号仅是为了方便描述，不对作为对步骤执行先后顺序的限定。

应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如图1所示，本发明实施例的一种电网侧储能系统的评价体系构建方法，至少包括如下步骤：

S1、获取目标区域内电网设备台账和运行数据，并根据所述台账和运行数据，分析得到目标区域内储能系统的运行状况；

具体地，搜集目标地区电网发展规划、区域发展规划、电网设备台账及运行数据、被评价的储能系统等相关资料，分析区域特点、配电系统现状及存在的问题、负荷发展现状和分布式电源建设现状。

S2、根据所述储能系统的运行状况，结合所述储能系统的特点和评价目的，选择所述储能系统的评价指标，并将所述评价指标构建评价指标集；其中，所述评价指标包括：经济性指标、电网影响指标和环境影响指标；

具体地，根据被评价的储能系统特点，其中，所述储能系统特点，例如：根据应用场景选择能量型储能系统还是功率型储能系统，储能系统技术性能指标：容量、循环寿命、服役年限、退役时的容量保持率、能量转换效率等将直接影响储能系统运行效用，储能系统的经济性能指标：初始投资成本、度电成本等将直接影响储能系统的经济效用；所述评价目的，例如：根据具体的储能系统应用于电网中的主要应用目的，如若主要是为了提高电网可靠性运行的则重点关注其对电网影响指标中的供电可靠性、安全性等，若主要是为了提高供电经济性的，则重点关注对电网影响指标中的供电经济性等)，考虑数据的真实性、客观性及获取的难易程度，选择适宜的评价指标体系(即根据实际需求，对评价指标体系选择所重点关注的相关效用指标进行评价，可对评价指标进行删减及去权重的大小灵敏度调整)。

S3、对所述评价指标集进行预处理，获得预处理后的评价指标集，其中，所述预处理，包括：设定每种评价指标的边界范围、评分标准和指标权重；

具体地，根据实际情况，设定每种评价指标的边界范围、评分标准和指标权重；

需要说明的是，所述评分标准可以采用excel将各层级指标建立数据输入、公式计算、结果输出的可直接使用的指标体系计算模型；或是利用专门的综合评价软件系统，根据软件要求将数据转换为标准格式，通过软件计算后，得出相应的结果输出报表或图形化结果。

S4、根据所述预处理后的评价指标集，构建电网侧储能系统的评价体系。

具体地，根据实际储能应用于电网中的目的，结合预处理后的评价指标集，并对所述评价指标集进行相关调整及取舍，构建电网储能系统的评价体系。

在本发明的某一个实施例中，所述经济性指标，包括：净现值、内部收益率和动态投资回收期；其中，

所述净现值，采用如下计算公式：

式中，NPV为净现值，CI为现金流入量，CO为现金流出量；(CI-CO)

所述内部收益率，采用如下计算公式：

式中，IRR为内部收益率，r

所述动态投资回收期，采用如下计算公式：

式中，P

在本发明的某一个实施例中，所述电网影响指标，包括：供电安全性、供电可靠性、供电经济性和供电能力，其中，

所述供电安全性，包括：主变N－1的通过率、线路N－1的通过率和线路N－1最大负荷损失率；

所述供电可靠性，包括：系统平均停电频率、系统平均停电频率；

所述供电经济性，包括：平均线损率、变压器负载率方差和线路负载率方差；

所述供电能力，包括：配电系统最大供电能力和最大供电能力占比。

在本发明的某一个实施例中，所述主变N－1的通过率，采用如下计算公式：

式中，n

所述线路N－1的通过率，采用如下计算公式：

式中，m

所述线路N－1最大负荷损失率，如下计算公式：

式中，ΔP

所述系统平均停电频率，采用如下计算公式：

式中，n

所述系统平均停电持续时间，采用如下计算公式：

式中，N为用户数量；t

所述平均线损率，采用如下计算公式：

式中，ΔP

所述变压器负载率方差，采用如下计算公式：

式中，N为某变压器一年内负载率采样点数量，一般取8760，β

所述线路负载率方差，采用如下计算公式：

式中，N为某条线路一年内负载率采样点数量，一般取8760，β

所述配电系统最大供电能力，采用如下计算公式：

A

式中，A

所述最大供电能力占比，采用如下计算公式：

η

式中，A

在本发明的某一个实施例中，所述环境影响指标，包括：单位容量土地占用面积、单位容量二氧化碳减排量、单位容量二氧化硫减排量、单位容量氮氧化物减排量和单位容量烟尘减排量。

在本发明的某一个实施例中，所述单位容量土地占用面积，采用如下计算公式：

式中，A为储能系统占用土地面积；E

所述单位容量二氧化碳减排量，采用如下计算公式：

式中，

所述单位容量二氧化硫减排量，采用如下计算公式：

式中，

所述单位容量氮氧化物减排量，采用如下计算公式：

式中，

所述单位容量烟尘减排量，采用如下计算公式：

ΔW

式中，ΔW

在本发明的某一个实施例中，所述根据所述预处理后的评价指标集，构建电网侧储能系统的评价体系，采用如下计算公式：

评价总得分＝经济性评价指标权重×经济性评价指标得分+电网影响评价指标权重×电网影响评价指标得分+环境影响评价指标权重×环境影响评价指标得分。

本发明实施例一种电网侧储能系统的评价体系构建方法与现有技术相比，其有益效果在于：

1、考虑到储能功用多、效益计算复杂，利用层次分析法对各层次效益进行细致解剖分析，分析各效益之间的制约和叠加关系，避免重复漏算，能够准确计算出综合效益。

2、提出储能在电网中应用的综合效用评价指标体系建立方法，多角度分析考虑储能后的电网各方面指标的影响，包含可靠性指标、能效指标及对储能系统的价值评价的经济性指标、电网影响指标等。

如图2所述，本发明还提供一种电网侧储能系统的评价体系构建系统200，包括：数据获取模块201、评价指标选取模块202、预处理模块203和评价体系构建模块204，其中，所述数据获取模块201，用于获取目标区域内电网设备台账和运行数据，并根据所述台账和运行数据，分析得到目标区域内储能系统的运行状况；

所述评价指标选取模块202，用于根据所述储能系统的运行状况，结合所述储能系统的特点和评价目的，选择所述储能系统的评价指标，并将所述评价指标构建评价指标集；其中，所述评价指标包括：经济性指标、电网影响指标和环境影响指标；

所述预处理模块203，用于对所述评价指标集进行预处理，获得预处理后的评价指标集，其中，所述预处理，包括：设定每种评价指标的边界范围、评分标准和指标权重；

所述评价体系构建模块204，用于根据所述预处理后的评价指标集，构建电网侧储能系统的评价体系。

本发明还提供一种计算机终端设备，包括：一个或多个处理器；存储器，与所述处理器耦接，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上述任一项所述的配电网检修停电方式的优化方法。

需要说明的是，所述处理器可以是中央处理单元(CentralProcessingUnit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignalProcessor，DSP)、专用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field－ProgrammableGateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，通用处理器可以是微处理器，或者所述处理器也可以是任何常规的处理器，所述处理器是所述终端设备的控制中心，利用各种接口和线路连接所述终端设备的各个部分。

所述存储器主要包括程序存储区和数据存储区，其中，程序存储区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等，数据存储区可存储相关数据等。此外，所述存储器可以是高速随机存取存储器，还可以是非易失性存储器，例如插接式硬盘，智能存储卡(SmartMediaCard，SMC)、安全数字(SecureDigital，SD)卡和闪存卡(FlashCard)等，或所述存储器也可以是其他易失性固态存储器件。

需要说明的是，上述终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器，本领域技术人员可以理解，上述终端设备仅仅是示例，并不构成对终端设备的限定，可以包括更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项所述的配电网检修停电方式的优化方法。

需要说明的是，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元(如计算机程序、计算机程序)，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述终端设备中的执行过程。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。