[0001] 本发明涉及储能领域，尤其是涉及一种多源储能优化方法。

[0002] 随着可再生能源的发展以及微网、电动汽车的普及，储能技术的应用越来越广泛，受到了世界各国的重视。截止到 2010 年，全球电力储能的总装机容量超过 125GW，约占全球电力总装机容量的 3%，其中抽水蓄能约为 123GW，占电力储能总装机容量的 98%，冰蓄冷储能1002MW、压缩空气储能 440MW、电池储能为 451MW、飞轮储能及其他储能为 237MW。截止到2012 年底，全球共有超过 400 个储能示范项目，累计装机容量达 635MW(其中不含抽水蓄能、压缩空气储能及储热项目)。除抽水蓄能、压缩空气储能及热储能技术外，到 
2012年底，钠硫电池是目前累计装机容量最大的储能技术，占有 53%的份额，锂离子电池占 
27%，铅酸电池占 9%。

[0003] 新能源电站在并网时需要接受电网的统一调度，电网因为负荷变化等原因需要计划性地停止新能源电站的电力输送，这就给新能源电站带来不小的损失。

[0004] 目前，新能源电站为了减小这部分损失，都会配备电池储能系统，而先阶段的传统储能方法储能成本高、使用寿命短、难以存储大量电能、储能方式单一、后期维护困难以及能量转化率低等条件的限制。

[0024] 下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步具体的描述。

[0025] 如图1所示，一种多源储能优化方法，包括：能源系统，提供储能系统和负载系统能源，与集控单元连接；
集控单元，控制能量流向，与储能系统和负载系统连接；
储能系统，将能量以各种方式存储，与集控单元、负载系统和信息管理系统连接；
信息管理系统，采集各系统数据，发送相应指令，与能源系统、集控单元、储能系统、负载系统和负荷管理系统连接。

[0026] 负载系统，消耗能量的用能器，与能源系统、集控单元、储能系统和负荷管理系统连接；负荷管理系统，检测客户各个时间段用电量并做出综合电价评估和计算，与负载系统连接。

[0027] 能源系统产生电能和热能，将产生的电能通过信息管理系统进行统计并计算，将计算结果发送到集控单元，同时，负荷管理系统检测客户各个时间段用电量并作出综合电价评估和计算后，将结果数据发送到集控单元，集控单元根据信息管理系统和负荷管理系统计算的数据，控制能源系统中各个发电机组和供热机组的发电发热效率以及储能系统中各个储能装置中的能量存储或释放状态，并实时记录当前数据到数据存储模块，作历史比对数据，方便后续的维护和数据追溯。

[0028] 如图2和图3所示，能源系统包括风能发电机组、高压电网、氢能源发电机组和燃气供热机组，所述风能发电机组、高压电网、氢能源发电机组和燃气供热机组与所述信息管理系统连接；集控单元包括第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关、第四控制开关、第五控制开关、第六控制开关和第七控制开关，第一能量转换装置、第二能量转换装置、第三能量转换装置、第四能量转换装置、第五能量转换装置、第六能量转换装置、第七能量转换装置和中间能量转换装置；
储能系统包括：
熔盐储能系统，包括熔盐储能罐、电热转化装置和第五控制开关，第五控制开关与集控单元中的第五能量转换装置连接，将发电机组产生的电能和燃气供热机组产生的热能转化为熔盐的热能存储；
化学蓄电池组，与集控单元中的第六控制开关和第六能量转换装置连接，将发电机组产生的电能和燃气供热机组产生的热能转化为蓄电池内部的化学能存储；
水能储能机组，包括蓄水装置、浮体、驱动装置和传动机组，与集控单元中的第七控制开关和第七能量转换装置连接，将发电机组产生的电能转化为浮体的浮力势能存储。

[0029] 能量转化装置实现电能与其他能量方式的互相转化，其中，中间能量转化装置将风能发电机组、高压电网、氢能源发电机组中产生的电能，以一定需求比例转化为热能，补偿燃气供热机组无法提供足够供热的情况，做到能源系统内部的能源互补，减少储能系统的储能压力，提高各个能源供给之间的供给效率，降低成本；第五能量转换装置将负载系统无法消耗的电能和热能重新转化为其他形式的能量在储能系统中存储，在用电用能高峰期释放，做到削峰填谷作用，降低瞬间供电压力，提高电能利用效率；通过多种不同的存储方式，满足不同情况的储能需求，熔盐储能能存储大量的热量，但释放过程相对较慢，在完全填补用电用热空缺前，使用化学蓄电池组释放电能热能，效率高，速度快，在短时间内能较好地填补用电用热不足的情况，水能储能机组工作过程消耗能量较少，稳定性好，使用成本较低，在蓄水放水的过程中能使用水能进行二次发电，提高整体能源系统和储能系统的用能效率和资源利用率。

[0030] 当信息管理系统包括信息采集模块、数据存储模块、风险评估模块和方案制定模块，系统工作过程包括：
步骤SA1：获取信息采集模块采集到的实时数据；
步骤SA2：分析并判断当前环境数据和设备工作数据对当前设备工作状态的影响；
步骤SA3：将上述分析结果导入数据存储模块，并与其中的历史数据样本进行比对；
步骤SA4：运行风险评估模块将比对结果输入数据输出模块，并基于输出结果发送控制信号到集控单元；
步骤SA5：集控单元进行能源系统和储能系统的能量调节。

[0031] 通过运行风险评估模块和设备输出模块的综合评估和控制，对综合能源站用电、冷、热等多能源综合供能设备进行监控与数据分析，保证供能过程的最优解，做到降低供能成本，提高供能效率。

[0032] 负荷管理系统工作过程包括：步骤SB1：建立激励型和价格型的用能需求响应供电模型；
步骤SB2：检测并记录负载用电时间段及各时间段的用能数量；
步骤SB3：通过各时间段的用能数量计算供能需求；
步骤SB4：将计算结果数据反馈给信息管理系统。

[0033] 依据综合能源边缘调度算法，实现合理有序用电、终端能源使用效率提高和优化用电行为，达到节能增效的目的，具有准确可靠、可操作性佳、可扩展性强等优点。

[0034] 上述电能热能调控策略包括单一用电负载需求响应控制策略以及多负载需求响应控制策略；单一用电负载需求响应策略：
1.若能源需求量较低，能源发电优先级：风力发电机组＞高压电网＞氢能源发电机组，同时将发电机组中多余的发电量转化为其他形式的能量保存在储能系统的各个储能装置中，储能优先级：熔盐储能系统＞化学蓄电池组；
2.若能源需求量较高，能源发电优先级：高压电网＞氢能源发电机组＞风力发电机组，同时将储能系统的各个储能装置中的能量转化为电能迅速释放，且化学蓄电池组的放电优先级和速度高于熔盐储能系统，放能优先级：化学蓄电池组＞熔盐储能系统。

[0035] 多负载需求响应控制策略的控制步骤采用所述单一用电负载需求响应控制策略的控制步骤的多种组合方式，每一种组合中能源系统的供电优先级根据所属负载类型独立设置。

[0036] 如图4所示，水能储能机组包括：引线盘1、滑轮组2、浮块3、发电机组4、中型蓄水装置5，其中，引线盘1、滑轮组2和发电机组4通过绳索结构连接，滑轮组2安装在若干个浮块2中间，重力板上安装有定滑轮，整体装置通过中型蓄水装置5中的水位变化带动浮块3的浮动来牵引浮块3上滑轮组的位置变化，从而拉动发电机组4内部的发电牵引绳，达到将电能转化为机械能的目的，各个浮块3上设置有滑轮组2，柔性部件的部分绕设在各个第一传动轮上，这样，柔性部件和浮块3之间具有多个作用点，以使柔性部件和浮块3之间的作用力更加均匀平稳。

[0037] 该水能储能装置具有多个浮块3，多个浮块3沿水平方向相间隔地分布，浮块3具有用于填充气体的密封腔室，各个浮块3包括第一浮体部和位于第一浮体部底部的至少一个第二浮体部，各个第二浮体部均设置有容纳凹槽，第一浮体部或者位于上方的第二浮体部均嵌设在位于其下方且与其相邻的第二浮体部12的容纳凹槽内。

[0038] 具体地，储能装置利用浮块3受到的浮力进行能量存储，浮块3受到的浮力跟浮块3排开水的体积和自身密度有关，浮块3的体积可以根据储能的容量进行设计，浮块3的材料可以使用密度低的材料，或者将浮块3内部镂空，注入空气或其他轻质气体，并外部密封，以减轻浮体的质量。

[0039] 中型蓄水装置5的一侧设置有阀门，当蓄水装置内水量达到一定程度或负荷管理系统检测到负载用电过多后，阀门打开，将蓄水装置中的水排出，浮块3快速下降，释放其中所存储的能量用于发电，及时供能给缺电负载系统。

[0040] 具体电能热能的储能调度方法：将储能电源的储能充放电功率的计划值和实时值相结合，并根据二者之间的偏差与储能偏差阈值的大小关系，确定出电网系统在峰值时间内各个时间段最终下发的储能电源的充放电功率或充放能功率；即，在峰值时间内，通过将储能电源的充放电计划与实际运行相结合，使电网系统下发合理的储能电源的充放电功率值，从而保证储能电源在峰值时间内能够按照需求供应电能，进而保证负荷具有可靠的电能供应。

[0041] 由于一天中峰值时间内负荷所需电能较多，因而需要基于对负荷所需风力发电机组、高压电网以及氢能源发电机组可供应的电能进行实时预测，使储能电源合理的充放电，保障负荷有可靠稳定的电能供应。而谷值时间负荷所需电能较少，仅需利用峰值时间储能电源所剩余的电能，即可满足负荷需求，因此，谷值时间无需再进行负荷所需电能、风力发电电源、光伏发电电源以及发电机电源可供应的电能的实时预测，只需根据峰值时间储能电源所剩余的电能，判断出电网系统在谷值时间内各个时间段最终下发的储能电源的充放电功率。

[0042] 分析包括激励型和价格型在内的多种电力需求响应对多能用户负荷的调整，合理配置可再生能源和非可再生能源发电机组的容量与储能比例，供能设备内外环境温度、当前设备工作状态、各个供能方式的能量消耗占比和各个供能方式的能量存储占比，实时反馈各类存储方式下的储能占比，减少能源浪费，优化供能结构，实现合理有序用电，起到削峰填谷的作用；对关键供能设备进行实时数据检测和评估，用于评估边界条件是否符合规则，边界约束条件为理论情况下计算供热、供冷量是否达到客户约束需求，设备运行总供能状态和功率是否达到合理负荷率的要求，及时反馈设备负荷情况和工作状态，减少因设备故障引起的风险。

[0043] 以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，但以上仅为本发明的较佳实施例，需要言明的是，上述实施例及其优选方式所涉及的技术特征，本领域技术人员可以在不脱离、不改变本发明的设计思路以及技术效果的前提下，合理地组合搭配成多种等效方案；因此，本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。