一种多站融合容量联合规划方法

技术领域

本发明属于多站融合这一新兴技术领域，具体地说是一种能够为多站融合项目选择最佳容量提供帮助的多站融合容量联合规划方法。

背景技术

未来随着5G的进一步商用，海量异构数据将迎来新一轮爆发式增长，5G基站、边缘数据中心的建设需求也将呈现激增趋势。多站融合通过挖掘利用变电站资源，融合建设边缘数据中心站、充电站、5G基站、储能站、北斗基站、分布式光伏站等多个功能站，积极拓展能源领域的新兴业务市场，全力打造通信、信息、能源等跨行业资源共享新业态，恰与能源革命和数字革命融合发展趋势相顺应。

“多站融合”不是多个站功能的简单堆叠，而是要促进其分布式逻辑融合、结构式相辅相成、数据式横向贯通，充分利用各类资源，在具体建设中具体包括哪些站不是固定的，需要综合考虑该站各方面因素之后决定。“多站融合”的建设模式，有利于深入挖掘变电站资源价值，充分利用变电站土地资源、电源、通信网络资源等服务能力，支撑变电站业务持续创新发展。功能完善的站内架构，可实现变电站、充(换)电站、储能站、5G基站、光伏站、北斗基站等多站的结构相互支撑和数据信息共享。

目前国内对于多站融合的研究还在起步阶段，对于包含变电站、数据中心、充电站和数据中心在内的多站融合容量规划的研究较少。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种能够为多站融合项目选择最佳容量提供帮助的多站融合容量联合规划方法。

本发明的目的是通过以下技术方案解决的：

一种多站融合容量联合规划方法，其特征在于：该规划方法的步骤如下：

A、以现有变电站为核心，纵向融合数据中心、充电站、储能站、光伏电站和5G基站，提出站间融合方案；

B、提出多站融合时，变电站、数据中心、充电站、储能站、光伏电站、5G基站的站间联合运行方法；

C、提出多站融合中各单站容量配置原则，建立各单站容量配置模型。

所述步骤A中的数据中心提供数据存储、计算、传输的功能；充电站为电动汽车提供充电服务；储能站的功能为储存电能并提供后备电源；光伏电站提供清洁能源；5G基站提供5G 通信服务。

所述步骤A中的站间融合方案包括：光伏电站+储能站+数据中心+充电站：光伏电站和储能站组成分布式光储系统为数据中心和充电站提供备用电源；数据中心+储能站：储能站为数据中心提供UPS服务，数据中心为储能站提供数据存储、计算、传输服务；充电站+储能站 +数据中心：储能站利用峰谷电价差降低充电站电费成本，数据中心为充电站提供数据存储、计算、传输服务；5G基站+储能站：储能站为5G基站提供UPS服务。

所述步骤B中的站间联合运行方法为：变电站和光伏电站作为电源承担供电，数据中心、 5G基站、充电站为负荷，储能站作为电源和负荷；在供电过程中，数据中心和5G基站的供电优先级高于充电站，当出现变电站供电中断情况，由光伏电站和储能站继续为数据中心和 5G基站供电且覆盖数据中心和5G基站的UPS设备的功能范围；在变电站正常供电时段内，以保证用电需求、光伏最大化就地消纳、最低化站内的电费支出为原则，在电价高峰时段，由光伏电站和储能站为数据中心、5G基站、充电站供电，在电价低谷时段，储能站转换为负荷，由变电站和光伏系统为数据中心、5G基站、充电站、储能站供电。

所述步骤C中的各单站容量配置原则包括：数据中心配置原则为：采用GB/50174-2017 《数据中心设计规范》中的要求，综合考虑数据中心主机房、辅助区及支持区用房的面积需求，按照单机架使用面积10～15m

所述步骤C中的各单站容量配置模型的要求为：充电站存在服务半径，容量按照周围负荷需求进行配置；光伏电站和数据中心没有服务半径，容量则按照站内可用面积进行配置；储能站的容量按功能配置；5G基站采用租赁杆塔的运营模式，不涉及容量配置。

所述步骤C中的各单站容量配置模型中的充电站模型S

式(1)中：N

所述步骤C中的各单站容量配置模型中的光伏电站模型S

式(2)中：A

所述步骤C中的各单站容量配置模型中的数据中心模型N

式(3)中：A

所述步骤C中的各单站容量配置模型中的储能站模型S

S

式(5)中：P

本发明相比现有技术有如下优点：

本发明以变电站为核心，纵向融合数据中心、充电站、储能站、光伏电站和5G基站的设备，实现各设备的互补和协同，充分利用现有土地资源，在单一选址中完成多站功能；通过分析各单站功能与需求，设计了多站融合中可行的站间融合方案，并针对方案提出配套的联合运行方法；在进行容量配置时，考虑数据中心、充电站、光伏电站和储能站的差异性，设置不同的配置原则，并以此为依据建立容量配置模型，为多站融合项目的实施提供可行性参考。

附图说明

附图1为本发明的多站融合容量联合规划方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示：一种多站融合容量联合规划方法，其特征在于：该规划方法的步骤如下：

A、以现有变电站为核心，纵向融合数据中心、充电站、储能站、光伏电站和5G基站，提出站间融合方案；

B、提出多站融合时，变电站、数据中心、充电站、储能站、光伏电站、5G基站的站间联合运行方法；

C、提出多站融合中各单站容量配置原则，建立各单站容量配置模型。

在步骤A中，数据中心提供数据存储、计算、传输的功能，充电站为电动汽车提供充电服务，储能站的功能为储存电能并提供后备电源，光伏电站提供清洁能源，5G基站提供5G通信服务；提出的站间融合方案包括：光伏电站+储能站+数据中心+充电站：光伏电站和储能站组成分布式光储系统为数据中心和充电站提供备用电源；数据中心+储能站：储能站为数据中心提供UPS服务，数据中心为储能站提供数据存储、计算、传输服务；充电站+储能站+数据中心：储能站利用峰谷电价差降低充电站电费成本，数据中心为充电站提供数据存储、计算、传输服务；5G基站+储能站：储能站为5G基站提供UPS服务。

在步骤B中，提出的站间联合运行方法为：变电站和光伏电站作为电源承担供电，数据中心、5G基站、充电站为负荷，储能站作为电源和负荷；在供电过程中，数据中心和5G基站的供电优先级高于充电站，当出现变电站供电中断情况，由光伏电站和储能站继续为数据中心和5G基站供电且覆盖数据中心和5G基站的UPS设备的功能范围；在变电站正常供电时段内，以保证用电需求、光伏最大化就地消纳、最低化站内的电费支出为原则，在电价高峰时段，由光伏电站和储能站为数据中心、5G基站、充电站供电，在电价低谷时段，储能站转换为负荷，由变电站和光伏系统为数据中心、5G基站、充电站、储能站供电。

在步骤C中，各单站容量配置原则包括：数据中心配置原则为：采用GB/50174-2017《数据中心设计规范》中的要求，综合考虑数据中心主机房、辅助区及支持区用房的面积需求，按照单机架使用面积10～15m

步骤C中的各单站容量配置模型的要求为：充电站存在服务半径，容量按照周围负荷需求进行配置；光伏电站和数据中心没有服务半径，容量则按照站内可用面积进行配置；储能站的容量按功能配置；5G基站采用租赁杆塔的运营模式，不涉及容量配置。

进一步的说，充电站模型S

式(1)中：N

进一步的说，光伏电站模型S

式(2)中：A

进一步的说，数据中心模型N

式(3)中：A

进一步的说，储能站模型S

S

式(5)中：P

下面通过具体实施例来验证本申请提供的多站融合容量联合规划方法的可行性。

本发明以上海市某待改造35kV变电站为例，验证本文研究结果的正确性与合理性。该站点总面积2400平方米，站内单层建筑面积300平方米。据调查，该站点预计每天有600辆电动汽车有充电需求，2019年上海市车桩比为1.1，公共充电桩使用率为0.02。根据上文所提定容数学模型，求得各站容量。各单站参数如表1所示，定容结果如表2所示。

表1各单站定容参数

表2各单站容量

综上所述，本发明通过分析各单站功能与需求，设计了多站融合中可行的站间融合方案，并针对方案提出配套的联合运行方法；在进行容量配置时，考虑数据中心、充电站、光伏电站和储能站的差异性，设置不同的配置原则，并以此为依据建立容量配置数学模型，为多站融合项目的实施提供参考意见。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，而非对其限制；应当指出，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改和替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本发明各实施例的范围，均落入本发明保护范围之内；本发明未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。