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【产品推介】面向新能源经济运行的储能系统优化配置软件平台

一、产品信息

本产品设计了一款面向新能源经济运行的储能系统建模仿真与优化配置软件平台。建立了双层决策的储能系统规划优化模型,对不同新能源场站应用储能的场景进行优化配置。具有良好的交互界面,专业的模块化流程,强大的作图功能。能生成技术报告,帮助用户做出储能配置决策,具有极高的推广价值。成果形式以软件平台体现。

平台架构如图1所示,软件主要包括前端页面、中间环节和后端仿真三个部分构成。


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图1 软件平台架构图

前端页面负责与用户进行交互,包括创建模板工程和场景、管理储能设备库、场站拓扑组态、组件属性设置、工程边界条件输入;此外还包括仿真结果显示、研究报告输出功能。

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图2 软件平台组态界面

中间环节是连接前端页面与后端仿真引擎的重要环节,负责接收页面中生成的项目描述文件,之后进行解析与格式转换,生成后端引擎可以调用的接口或文件。当仿真结束后,将各个场站的运行数据以及技术经济性分析结果转换为前端页面可读的文件,并且推送给前端页面。

后端仿真引擎采用Python开发软件实现,主要基于双层决策算法对新能源场站的储能运行功率和经济性分析结果进行仿真计算。整体算法为多目标多约束混合整数非线性规划框架,内层根据场站条件和属性按照场站约束条件以及目标函数得到储能组件的最优运行功率,外层根据工程边界条件以及目标得到最优的储能系统功率容量分配以及选址布点结果。


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图3 软件平台前端显示页面


二、创新性

本产品在满足新能源场站配置储能系统安全性的前提下,以新能源经济性最优为目标配置储能,其创新点可总结为:

1.多算法融合,灵活配置,寻优速度和精度好。该软件后台算法库中多算法融合应用,可以针对不同场景通过改进粒子群算法、模拟退火算法、集群划分聚类等算法实现考虑安全性和经济性的储能系统配置规划。

2.以储能大数据为依托,集成已建储能电站数据案例库。软件平台可以接入各新能源场站和储能电站数据,并以储能大数据为依托构建数据库,为用户提供不同场景下的配置规划算例和素材。

3.以“先规划、再评估、后校验”三位一体模式构建软件平台,保证储能系统配置安全、可靠、经济。用户利用软件平台可以进行规划、评估、校验,可以出具立项可行性报告、系统运行分析报告、已建系统评估报告等。

4.界面友好,场景丰富,模式多样。软件平台采用目前通用的web页面为界面,简单友好,无需安装,配置规划场景丰富,可以为用户提供套餐化或定制化服务。

三、产品细分市场

产品适用于新能源场站及配套储能电站建设环节,主要用户为储能投资商,综合能源管理部分,可行性研究设计院,高校和研究机构、个人储能用户等。

电力储能作为优质的双向灵活调控资源,能够为电网运行提供调峰、调频、备用、需求响应支撑等多种服务,是提升传统电力系统灵活性、经济性和安全性的重要手段;能够显著提高风、光等可再生能源的消纳水平,支撑分布式电源及微网,是推动可再生能源发展的关键技术之一;能够促进能源生产消费开放共享和灵活交易,是构建能源互联网,促进能源新业态发展的核心基础。

随着国内电力市场改革的持续推进、可再生能源装机容量的快速上升以及储能成本的持续下降,储能的投资价值逐渐显现,将进入大规模应用的快车道。因此,开发储能投资与运行价值评估分析软件,量化储能当前和未来的收益,具有巨大的应用价值和现实意义。

四、企业信息

北方工业大学由中央与北京市共建,以北京市管理为主,是北京市重点建设的多科性高校,也是教育部"卓越工程师教育培养"院校。其综合实力接近国内"211工程"院校水平。

学校研究生2000余人,留学生600余人。教师千余名,拥有双聘院士1名,国家“**”等高层次人才5名,全国优秀教师1名,享受国务院政府特殊津贴专家7人,北京市有突出贡献专家2人。获得北京市级优秀教师及教育工作者表彰、教学名师称号近50余人次。获批北京市级高层次人才项目200余项。拥有北京市级学术创新团队、优秀教学团队等23个。

学校科研工作以增强自主创新能力为主线,主动服务国家和首都经济社会发展,充分重视科技创新,在高新技术开发与应用研究及其产业化等方面取得了显著成就。近年来,科研成果获国家科技进步二等奖6项,省部级奖励50多项。学校是首都科技条件平台重要基地高校。学校坚持创新驱动,推动产学研结合,打造了创新创业基地,建立了“电气工程”、“储能技术”、“首都世界城市顺畅交通”、“军民融合智能装备”、“机器人”、“海绵城市与地下空间”等多个协同创新中心或研究院。

 未来学校将力争建设“双一流”高校并迈上高水平工业大学台阶,成为本硕博一体化培养的高水平大学。

五、成功案例

本软件产品由北方工业大学和国网综合能源服务集团有限公司联合开发,产品经过初期调试后已用于国网综能公司下属未建储能电站的配置规划和已建储能电站的运营分析。