【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本申請涉及儲能調(diào)度，尤其涉及一種考慮鋰電池機理特征的構(gòu)網(wǎng)型儲能調(diào)度方法。
技術(shù)介紹
1、目前，如何利用鋰電儲能系統(tǒng)的快速響應(yīng)能力提供電網(wǎng)穩(wěn)定所需的動態(tài)性能備受關(guān)注。針對于此，基于對火電機組動態(tài)性能輸出外特性的模擬，構(gòu)網(wǎng)型儲能提供了一類有效的解決方案。
2、現(xiàn)有的技術(shù)主要基于控制的視角出發(fā)，在短時尺度上研究構(gòu)網(wǎng)型儲能中的電力電子器件如何物理實現(xiàn)。然而，在日前調(diào)度等更長時間尺度，少有技術(shù)從儲能運行的視角出發(fā)，對構(gòu)網(wǎng)型儲能的經(jīng)濟安全運行進行調(diào)控。
3、此外，作為源側(cè)器件，鋰電儲能在提供構(gòu)網(wǎng)型服務(wù)的過程中其本身具備多類型的動態(tài)特征，需要利用有效的模型在較長的時間尺度上對其運行動態(tài)特性進行建模描述。然而，有關(guān)構(gòu)網(wǎng)型儲能的研究中，大多對鋰電儲能本體的建模采用了簡化處理或等效處理，缺少了在構(gòu)網(wǎng)型場景下中對鋰電儲能本身機理特性的考慮，也就難以準(zhǔn)確地反映鋰電儲能真實構(gòu)網(wǎng)動態(tài)特征。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本申請旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。
2、為此，本申請的目的在于提出一種考慮鋰電池機理特征的構(gòu)網(wǎng)型儲能調(diào)度方法，解決了現(xiàn)有方法難以準(zhǔn)確地反映鋰電儲能真實構(gòu)網(wǎng)動態(tài)特征的技術(shù)問題，通過考慮鋰電池機理特征，有效提升了調(diào)度方案的物理可行性和鋰電儲能的運行效率。
3、為達上述目的，本申請實施例提出了一種考慮鋰電池機理特征的構(gòu)網(wǎng)型儲能調(diào)度方法，包括：獲取鋰電儲能老化衰退量與調(diào)度側(cè)狀態(tài)量之間的映射關(guān)系；確定鋰電儲能提供構(gòu)網(wǎng)型服務(wù)的經(jīng)濟價值系數(shù)；基于映射
4、本申請實施例的考慮鋰電池機理特征的構(gòu)網(wǎng)型儲能調(diào)度方法，針對于電網(wǎng)頻率不確定性和構(gòu)網(wǎng)型服務(wù)動態(tài)特征，在日前尺度上優(yōu)化鋰電儲能提供多類型構(gòu)網(wǎng)型服務(wù)的比例和功率，實現(xiàn)對構(gòu)網(wǎng)型儲能的調(diào)度控制；通過在最優(yōu)調(diào)度模型中考慮鋰電池的機理特性，將機理驅(qū)動的老化特性和電池約束納入到優(yōu)化模型中，以提供更高效的鋰電儲能調(diào)度方案。
5、可選地，在本申請的一個實施例中，獲取鋰電儲能老化衰退量與調(diào)度側(cè)狀態(tài)量之間的映射關(guān)系，包括：
6、步驟s1：獲取鋰電儲能的電化學(xué)模型；
7、步驟s2：在可行域范圍內(nèi)，通過均勻分布采樣獲取荷電狀態(tài)水平及恒定電流激勵；
8、步驟s3：對于電化學(xué)模型，給定荷電狀態(tài)水平，在預(yù)設(shè)決策步長內(nèi)，施加恒定電流激勵，實現(xiàn)電化學(xué)模型的仿真；
9、步驟s4：在對電化學(xué)模型仿真時，在秒級采樣步長上，獲取每個采樣時刻的副反應(yīng)強度，并根據(jù)電化學(xué)模型中與電極材料相關(guān)的參數(shù)，基于采樣得到的副反應(yīng)強度計算得到與副反應(yīng)相關(guān)的老化衰退量，其中，副反應(yīng)強度包括固體電解質(zhì)界面膜生長速率、析鋰速率和活性材料損失速率；
10、步驟s5：在完整的仿真長度上對與副反應(yīng)相關(guān)的老化衰退量進行累積，得到?jīng)Q策步長尺度上的老化衰退量；
11、步驟s6：在對電化學(xué)模型進行仿真時，在秒級采樣步長上，獲取每個采樣時刻的輸出電壓，基于恒定電流激勵和輸出電壓確定決策步長尺度上的充放電功率；
12、步驟s7：重復(fù)步驟s2-s6，獲取多組仿真數(shù)據(jù)，其中，每組仿真數(shù)據(jù)包括荷電狀態(tài)水平、充放電功率和老化衰退量；
13、步驟s8：以荷電狀態(tài)水平、充放電功率為自變量，老化衰退量為因變量，基于多組仿真數(shù)據(jù)，利用分段線性化的凸包進行擬合，得到擬合公式。
14、可選地，在本申請的一個實施例中，與副反應(yīng)相關(guān)的老化衰退量為：
15、τsei∝jsei,τlp∝jlp,τam∝jam
16、其中，τsei為因固體電解質(zhì)界面膜生長導(dǎo)致的老化衰退量，jsei為固體電解質(zhì)界面膜生長速率，τlp為因析鋰導(dǎo)致的老化衰退量，jlp為析鋰速率，τam為因活性材料損失導(dǎo)致的老化衰退量，jam為活性材料損失速率；
17、決策步長尺度上的老化衰退量為：
18、
19、其中，nt為預(yù)設(shè)決策步長；
20、若恒定電流激勵幅值i0≥0，決策步長尺度上的充電功率pb,c為0，放電功率pb,d為pl，若i0<0，決策步長尺度上的充電功率pb,c為pl，放電功率pb,d為0，其中，
21、
22、其中，vt為采樣時刻t的輸出電壓；
23、擬合公式表示為：
24、
25、其中，為第m分段，表示為：
26、
27、其中，cs為荷電狀態(tài)，為第m分段的平面擬合得到的系數(shù)。
28、可選地，在本申請的一個實施例中，確定鋰電儲能提供構(gòu)網(wǎng)型服務(wù)的經(jīng)濟價值系數(shù)，包括：
29、獲取鋰電儲能提供構(gòu)網(wǎng)型服務(wù)的歷史外界電網(wǎng)頻率數(shù)據(jù)；
30、基于秒級采樣步長上，預(yù)設(shè)時間段內(nèi)每個時刻的歷史外界電網(wǎng)頻率數(shù)據(jù)，確定預(yù)設(shè)時間段內(nèi)每個時刻的一次調(diào)頻服務(wù)、阻尼和慣量響應(yīng)的外界電網(wǎng)頻率偏差；
31、根據(jù)預(yù)設(shè)時間段內(nèi)的外界電網(wǎng)頻率偏差分別確定鋰電儲能提供1單位一次調(diào)頻服務(wù)、1單位阻尼、1單位慣量時對電網(wǎng)帶來的經(jīng)濟價值，并將確定的1單位經(jīng)濟價值作為對應(yīng)的構(gòu)網(wǎng)型服務(wù)的經(jīng)濟價值系數(shù)。
32、可選地，在本申請的一個實施例中，預(yù)設(shè)時間段內(nèi)每個時刻的一次調(diào)頻服務(wù)、阻尼和慣量響應(yīng)的外界電網(wǎng)頻率偏差分別為：
33、
34、其中，為時刻t的一次調(diào)頻服務(wù)響應(yīng)的外界電網(wǎng)頻率偏差，為時刻t的阻尼響應(yīng)的外界電網(wǎng)頻率偏差，為時刻t的慣量響應(yīng)的外界電網(wǎng)頻率偏差，ωt為每一時刻的外界電網(wǎng)頻率數(shù)據(jù)，ω0為電網(wǎng)頻率額定值，ωs為等效低通濾波后的一次調(diào)頻響應(yīng)的外界電網(wǎng)頻率偏差，表示為：
35、
36、其中，δωt-i為第t-i時刻在一次調(diào)頻服務(wù)響應(yīng)死區(qū)以外的頻率差值ωt-ω0，ts為一次調(diào)頻服務(wù)的響應(yīng)時間常數(shù)，tc為截斷常數(shù)；
37、1單位一次調(diào)頻服務(wù)的經(jīng)濟價值為：
38、
39、其中，|αr為頻率偏差分布的1-αr置信區(qū)間，為上網(wǎng)電價均值，nt為決策點總數(shù)；
40、1單位阻尼的經(jīng)濟價值為：
41、
42、1單位慣量的經(jīng)濟價值為：
43、
44、其中，ri,init為與慣量啟動相關(guān)的經(jīng)濟價值，由不同的傳統(tǒng)火電機組以熱腔體起始計算的啟動燃料成本作為自變量，火電機組慣量系數(shù)作為因變量進行線性函數(shù)擬合得到的斜率給定。
45、可選地，在本申請的一個實施例中，老化成本函數(shù)為：
46、
47、其中，rdeg為單位容量電芯老化價格，nc為鋰電儲能內(nèi)電芯數(shù)量，本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種考慮鋰電池機理特征的構(gòu)網(wǎng)型儲能調(diào)度方法，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取鋰電儲能老化衰退量與調(diào)度側(cè)狀態(tài)量之間的映射關(guān)系，包括：
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，與副反應(yīng)相關(guān)的老化衰退量為：
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述確定鋰電儲能提供構(gòu)網(wǎng)型服務(wù)的經(jīng)濟價值系數(shù)，包括：
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，預(yù)設(shè)時間段內(nèi)每個時刻的一次調(diào)頻服務(wù)、阻尼和慣量響應(yīng)的外界電網(wǎng)頻率偏差分別為：
6.如權(quán)利要求3或5任一所述的方法，其特征在于，所述老化成本函數(shù)為：
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述約束條件包括荷電狀態(tài)約束、功率機會約束和功率約束，所述功率機會約束表示為：
8.如權(quán)利要求6或7任一所述的方法，其特征在于，所述鋰電儲能含電網(wǎng)頻率不確定性下的經(jīng)濟效益函數(shù)為：
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，使用Benders算法求解得到構(gòu)網(wǎng)型系數(shù)調(diào)度指令的過程包括：
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種考慮鋰電池機理特征的構(gòu)網(wǎng)型儲能調(diào)度方法，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取鋰電儲能老化衰退量與調(diào)度側(cè)狀態(tài)量之間的映射關(guān)系，包括：
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，與副反應(yīng)相關(guān)的老化衰退量為：
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述確定鋰電儲能提供構(gòu)網(wǎng)型服務(wù)的經(jīng)濟價值系數(shù)，包括：
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，預(yù)設(shè)時間段內(nèi)每個時刻的一次調(diào)頻服務(wù)、阻尼和慣量響應(yīng)的外界電網(wǎng)頻率偏差分別為：
<...【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳啟鑫，陳遠(yuǎn)博，鄭可迪，馮成，郭鴻業(yè)，
申請(專利權(quán))人：清華大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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