一种光伏储能系统的调度方法及系统与流程

本发明涉及光伏储能，具体涉及一种光伏储能系统的调度方法和系统。

背景技术：

1、随着能源转型的推进，工商业用户配置“光伏+储能”系统已成为降低用电成本、实现绿色用能的重要手段。此类系统的核心经济效益来源于利用分时电价机制进行套利，即在低电价时段（谷段、深谷段）充电，在高电价时段（峰段、尖峰段）放电，同时尽可能多地消纳自发的光伏发电，减少高价购电和低价上网。

2、现有的调度方案普遍采用固定的时间规则或简单的阈值判断。例如，许多系统被设定为在凌晨0点至6点的谷段自动充满电，以应对白天的峰段。这种静态策略忽略了分时电价政策的动态调整特性。在实际电网运行中，峰谷时段的划分并非全年一成不变。以我国部分地区为例，冬季由于取暖负荷和光照特性，往往呈现“早高峰+晚高峰”的双峰电价结构；而春、秋、夏季则可能仅保留“晚高峰”单一峰段，或者早高峰时段被调整为平段。当系统沿用冬季的“凌晨充满”策略运行在夏季单峰日时，储能电池在凌晨被市电填满，导致中午时段光伏发电高峰期时，储能已无剩余容量接纳光伏电力。这不仅迫使珍贵的光伏电力以极低的脱硫煤标杆电价上网，甚至因变压器容量限制而被弃光，造成了巨大的经济损失和资源浪费。反之，若在夏季错误地取消了凌晨充电，而在冬季双峰日又未能及时恢复，则会导致早高峰时段储能电量不足，用户被迫购买高价市电，丧失了早高峰的套利机会。这种对电价时段结构变化的适应性缺失，是当前技术面临的首要难题。此外，在过渡季节或电价政策调整期，固定规则更容易失效，因为此时电价时段可能处于频繁变动状态，人工配置难以跟上变化节奏，导致系统长期处于次优运行状态。

3、因此，亟需一种能够自适应识别电价时段结构、动态协调市电与光伏充电优先级、并结合物理约束与负荷缺口进行精细化计算的自适应调度方法，以解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于分时电价的光伏储能系统的调度方法及系统，以解决现有技术中无法适应电价时段结构变化、市电与光伏充电竞争无序、充电目标与实际负荷脱节以及物理约束考虑不足等技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种光伏储能系统的调度方法，包括以下步骤：

4、获取待调度日的分时电价时段标签序列，进行当日的日型判定；当判定为双峰日，获取早高峰时段和晚高峰时段；当判定为单峰日，获取晚高峰时段；

5、计算当日的所述早高峰时段和/或所述晚高峰时段的负荷缺口，所述负荷缺口为对应时段的负荷总量与该时段内光伏自发自用电量之差；

6、识别谷段小时集合，逐小时模拟仅由光伏对储能充电的荷电状态累积过程，得到所述谷段各小时对应的光伏预计充入储能电量，按时间倒序对所述光伏预计充入储能电量进行累加，得到所述谷段各小时对应的后续光伏预留量；

7、根据所述日型判定结果、所述负荷缺口及所述后续光伏预留量，设定各谷段小时的市电充电目标；其中

8、当判定为双峰日时，早高峰之前谷段的市电充电目标至少包含所述早高峰时段的负荷缺口，晚高峰之前谷段的市电充电目标以所述晚高峰时段的负荷缺口为上限；当判定为单峰日时，不设早高峰之前谷段充电目标，全部谷段均按所述晚高峰负荷缺口与所述后续光伏预留量设定市电充电目标；

9、按小时执行充放电调度：对每一谷段小时，先由光伏对储能充电，再由市电补充由市电充电目标扣减该小时对应后续光伏预留量后得到的剩余目标，且充电侧的充电功率、放电侧的放电功率分别受储能可用容量与充放电倍率乘积、以及储能变流器额定功率与效率值乘积两者中较小值的约束。

10、优选地，所述分时电价时段标签序列以谷、深谷、平、峰或尖峰中的一种对调度日的每一小时段进行定义，所述判定当日为双峰日或单峰日包括：根据所述分时电价时段标签序列，提取当日属于峰时段和/或尖峰时段的小时索引，将连续的小时索引设定为一连续块，当所述连续块的数量不小于2时，判定为双峰日，取第一个连续块为早高峰时段，取最后一个连续块为晚高峰时段；当所述连续块的数量等于1时，判定为单峰日，仅存在晚高峰时段。

11、进一步地，当判定为双峰日时，早高峰之前谷段的市电充电目标，还包括晚高峰负荷缺口中，中午谷段光伏充电能力与市电物理充电能力上限之和仍无法覆盖的差额部分。

12、优选地，所述充电侧的充电功率被配置为电网侧或光伏侧充电功率上限等于电池侧充电功率上限除以效率值；所述放电侧的放电功率被配置为直接以电池侧对外出力功率计。

13、进一步包括：以月为单位设置市电谷段充电开关状态，所述开关状态包括严格关闭模式与智能回退模式；处于严格关闭模式的月份，对应月份内任意小时的市电充电目标强制设定为零；处于智能回退模式的月份，在当日光伏预计充入储能电量低于储能可用容量的50%时，允许按日回退启用市电充电以补足差额。

14、优选地，所述后续光伏预留量的计算采用按时间倒序递归累加方式：对于谷段内第t小时，其后续光伏预留量等于第t+1小时至谷段最后一个小时的光伏预计充入储能电量之和；谷段最后一个小时的后续光伏预留量为零。

15、根据本发明的目的还提供了一种光伏储能系统调度系统，包括：

16、数据获取模块，用于获取待调度日的分时电价时段标签序列；

17、日型判定模块，用于根据所述分时电价时段标签序列判定当日为双峰日或单峰日，判定方式如前文所述；

18、峰段缺口计算模块，用于计算早高峰时段与晚高峰时段的负荷缺口；

19、光伏充电预测与预留计算模块，用于逐小时模拟谷段光伏对储能充电的荷电状态累积过程，并按时间倒序累加得到各小时对应的后续光伏预留量；

20、充电目标设定模块，用于根据日型判定结果、负荷缺口及后续光伏预留量设定各谷段小时的市电充电目标；

21、执行与约束限幅模块，用于按小时执行充放电调度，并对充放电功率施加储能容量倍率约束与变流器额定功率约束的联合限幅；

22、状态记录模块，用以记录每小时光伏对负荷直供电量、光伏对储能充电电量、市电对储能充电电量、储能对负荷放电电量、市电对负荷供电电量、光伏上网电量及光伏弃光电量中的一种或多种信息，并更新储能荷电状态。

23、进一步地，所述执行与约束限幅模块还包括效率折算子模块，用于在计算充电功率上限时将电池侧功率按储能充放电效率折算至电网侧或光伏侧口径；所述系统还包括电池温度监测子模块，用于根据电池实时温度动态调整充电倍率上限。

24、进一步地，还包括展示模块，读取所述状态记录模块中的信息，并进行收益结算与调度效果展示使用。

25、在又一方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述调度方法的步骤。

26、本发明的有益效果在于：

27、第一，实现了调度策略的全年自适应。通过对分时电价时段标签的连续块分析，自动识别“双峰”与“单峰”日型，免去了人工按月配置规则的繁琐操作，避免了因配置滞后或错误导致的收益损失。无论是冬季的两段式高价，还是夏季的一段式高价，系统均能自动匹配最优充电策略。

28、第二，最大化了光伏自发自用收益。本发明的“谷段光伏后续预留”机制，从时间维度上重新定义了储能容量的分配权。通过计算未来时刻的光伏充电潜力，强制当前的市电充电行为“后退”，使光伏电力获得优先入储。这有效解决了市电在谷段前期抢占容量导致后期光伏弃光的痛点，显著提升了光伏消纳率。

29、第三，延长了电池使用寿命并降低了损耗成本。改变了传统“谷段必充满”的粗放模式，转而采用“按需充电”策略。充电目标严格锚定于晚高峰的实际净负荷缺口，避免了为满足虚假需求而进行的无效充放电循环。同时，结合物理约束的联合限幅，防止了过充过放和超功率运行，从算法层面保障了电池的安全与寿命。

30、第四，兼顾了合规性与可靠性。通过市电充电月度开关的双模式设计，既尊重了emc合同或政策对市电充电的限制（严格关闭模式），又在极端天气导致光伏不足时提供了安全兜底（智能回退模式），兼顾了限制条件下的保供需求。

31、第五，保证了调度指令的可执行性。将变流器额定功率、电池倍率、充放电效率等物理参数纳入实时计算闭环，确保了输出的每一条调度指令都在硬件安全运行范围内，避免了理论最优但实际不可行的尴尬局面。

32、第六，提升了长期运行稳定性与运维效率。通过精确的效率折算和细颗粒度数据记录，减少了soc估算误差累积，降低了因调度偏差导致的设备故障率，同时为运维人员提供了清晰的能效分析依据，有助于持续优化系统运行策略。