【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及海上風(fēng)電儲能，具體為一種適用于海上風(fēng)電的儲能系統(tǒng)及其方法。
技術(shù)介紹
1、在海上風(fēng)電場中，由于海上環(huán)境的特殊性，風(fēng)速的波動性非常大，這直接導(dǎo)致風(fēng)電場的發(fā)電量具有很強的間歇性和不穩(wěn)定性，為了解決發(fā)電量的波動問題，通常在風(fēng)電場中設(shè)置儲能站，以便在發(fā)電過剩時存儲能量，在發(fā)電不足時釋放能量來平衡供需關(guān)系。現(xiàn)有的儲能站通常采用超級電容和蓄電池的組合結(jié)構(gòu)，這兩者各有優(yōu)缺點，相輔相成。
2、超級電容因其具有高功率密度和快速充放電的能力，在電力系統(tǒng)中主要用于應(yīng)對瞬時大功率需求或短期的功率波動。由于超級電容可以迅速響應(yīng)負(fù)載的快速變化，它常被用于平滑電力波動，保持系統(tǒng)電壓穩(wěn)定。然而，超級電容的能量密度較低，這意味著其儲能能力有限，無法長時間持續(xù)供電。
3、蓄電池則具有較高的能量密度，能夠存儲大量能量并在長時間內(nèi)緩慢釋放，適合應(yīng)對持續(xù)的負(fù)載需求或較長時間的供電不足。相比之下，蓄電池的充放電速率較慢，響應(yīng)速度不如超級電容，因此在應(yīng)對負(fù)載的快速波動時存在不足。
4、在現(xiàn)有技術(shù)中，超級電容和蓄電池通常并聯(lián)連接在風(fēng)電場的儲能裝置中，共同對負(fù)載端供電。當(dāng)風(fēng)電場發(fā)電量過剩時，儲能裝置將能量存儲在超級電容和蓄電池中；而當(dāng)發(fā)電量不足時，儲能裝置則釋放能量以補充負(fù)載需求。然而，在這種結(jié)構(gòu)中，超級電容的容量設(shè)定和充放電策略往往不夠合理，導(dǎo)致在實際應(yīng)用中存在一些不足。
5、首先，超級電容的容量設(shè)定往往基于估算或經(jīng)驗值，而沒有充分考慮到歷史負(fù)載需求和發(fā)電量波動的實際數(shù)據(jù)。這種設(shè)定方式容易導(dǎo)致容量過大或過小，過大的
6、其次，現(xiàn)有技術(shù)中的超級電容和蓄電池的充放電管理策略較為簡單，通常僅依據(jù)當(dāng)前的負(fù)載需求和發(fā)電量來決定充放電操作，這種方式可能會導(dǎo)致超級電容在不必要的時候被頻繁充放電，或者在需要時沒有足夠的能量釋放。同時，蓄電池的放電策略也未能充分考慮到其與超級電容的協(xié)同作用，導(dǎo)致在某些情況下蓄電池過度放電，而超級電容未能充分發(fā)揮其快速響應(yīng)的優(yōu)勢。
7、這些不足之處使得現(xiàn)有的儲能站在應(yīng)對海上風(fēng)電場的發(fā)電波動和負(fù)載需求變化時，不能充分發(fā)揮超級電容和蓄電池的優(yōu)勢，導(dǎo)致系統(tǒng)效率低下，甚至可能引發(fā)供電不穩(wěn)定的問題。為了解決這些問題，迫切需要一種基于實際負(fù)載和發(fā)電量數(shù)據(jù)的優(yōu)化策略，來合理設(shè)定超級電容的容量，并設(shè)計合理的充放電管理策略，以提高儲能系統(tǒng)的整體性能和可靠性。
8、在所述
技術(shù)介紹
部分公開的上述信息僅用于加強對本公開的背景的理解，因此它可以包括不構(gòu)成對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于提供一種適用于海上風(fēng)電的儲能系統(tǒng)及其方法，以解決上述
技術(shù)介紹
中提出的問題。
2、為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：
3、一種適用于海上風(fēng)電的儲能系統(tǒng)，包括：
4、數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集過去至少一年的海上風(fēng)電場發(fā)電量的歷史發(fā)電時序數(shù)據(jù)和負(fù)載端的歷史需求時序數(shù)據(jù)，并保證采集的發(fā)電量的歷史發(fā)電時序數(shù)據(jù)和負(fù)載端的歷史需求時序數(shù)據(jù)的時間戳一一對應(yīng)；
5、負(fù)載分析模塊，用于對歷史需求時序數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定歷史需求時序數(shù)據(jù)中的最大瞬時負(fù)載，并確定最大瞬時負(fù)載對應(yīng)的時間戳，并根據(jù)該時間戳往前追溯，確定最大瞬時負(fù)載對應(yīng)時間戳往前k長度時間段內(nèi)的負(fù)載需求時序數(shù)據(jù)，標(biāo)定為第一負(fù)載時序數(shù)據(jù)；
6、發(fā)電量分析模塊，用于對歷史發(fā)電時序數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定歷史發(fā)電時序數(shù)據(jù)中的最小瞬時發(fā)電量，并確定最小瞬時發(fā)電量時對應(yīng)的時間戳，并根據(jù)該時間戳往前追溯，確定最小發(fā)電量對應(yīng)時間戳往前k長度時間段的發(fā)電時序數(shù)據(jù)，標(biāo)定為第一發(fā)電時序數(shù)據(jù)；
7、電容標(biāo)定模塊，用于對第一負(fù)載時序數(shù)據(jù)和第一發(fā)電時序數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并采集負(fù)載端的額定電壓值，確定超級電容的電容量和額定電壓值，設(shè)定超級電容并將超級電容與風(fēng)電場儲能裝置中的蓄電池并聯(lián)；
8、供需分析模塊，用于實時采集海上風(fēng)電場當(dāng)前時刻的發(fā)電量數(shù)據(jù)和負(fù)載端的當(dāng)前時刻的負(fù)載需求數(shù)據(jù)，判斷當(dāng)前風(fēng)電場儲能裝置的狀態(tài)是充電還是進(jìn)行放電，將當(dāng)前時刻標(biāo)定為參考時刻，并以參考時刻為基準(zhǔn)采集往后t時間長度的連續(xù)的發(fā)電量數(shù)據(jù)和負(fù)載需求數(shù)據(jù)構(gòu)成實時發(fā)電時序數(shù)據(jù)和實時需求時序數(shù)據(jù)；
9、儲能調(diào)整模塊，用于根據(jù)實時發(fā)電時序數(shù)據(jù)和實時需求時序數(shù)據(jù)生成發(fā)電量波動指數(shù)和負(fù)載波動指數(shù)，并在充電狀態(tài)時根據(jù)發(fā)電量波動指數(shù)確定超級電容的充電電壓閾值，并在達(dá)到充電電壓閾值后用剩余電能為蓄電池充電，在放電狀態(tài)時根據(jù)負(fù)載波動指數(shù)選擇和參考時刻的發(fā)電量數(shù)據(jù)、負(fù)載需求數(shù)據(jù)確定超級電容和蓄電池的放電策略。
10、進(jìn)一步地，發(fā)電量的歷史發(fā)電時序數(shù)據(jù)為海上風(fēng)電場在不同時刻的發(fā)電量數(shù)據(jù)，并按時間順序連續(xù)記錄構(gòu)成，每分鐘記錄一次發(fā)電量，負(fù)載端的歷史需求時序數(shù)據(jù)為過去至少一年內(nèi)，連接到風(fēng)電場的負(fù)載在不同時刻的用電需求總量，同樣按時間順序連續(xù)記錄構(gòu)成，且每分鐘記錄一次用電需求總量，并將發(fā)電量的歷史發(fā)電時序數(shù)據(jù)和負(fù)載端的歷史需求時序數(shù)據(jù)內(nèi)部的數(shù)據(jù)點按照時間順序進(jìn)行編號，且將編號一一映射；
11、所述歷史發(fā)電時序數(shù)據(jù)和歷史需求時序數(shù)據(jù)的起始時間戳和結(jié)束時間戳相同，且在同一個時間點即相同的時間戳上，同時有對應(yīng)的發(fā)電量數(shù)據(jù)和實際用電需求總量。
12、進(jìn)一步地，確定最大瞬時負(fù)載往前的k長度時間段的負(fù)載需求時序數(shù)據(jù)所依據(jù)的邏輯為：
13、根據(jù)歷史需求時序數(shù)據(jù)確定最大瞬時負(fù)載，所依據(jù)的公式為：
14、sfj＝max(lf1、lf2、…、lfi、…、lfn)
15、其中，sfj表示最大瞬時負(fù)載數(shù)據(jù)，j表示最大瞬時負(fù)載數(shù)據(jù)對應(yīng)的數(shù)據(jù)點的編號，sfj＝lfj，lfi表示歷史需求時序數(shù)據(jù)中第i個數(shù)據(jù)點的用電需求總量數(shù)據(jù)，n表示歷史需求時序數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)點總量；
16、在歷史需求時序數(shù)據(jù)中，除第一個數(shù)據(jù)點外，計算各個數(shù)據(jù)點的波動率，以第j個數(shù)據(jù)點的對應(yīng)的時間戳為基準(zhǔn)，依據(jù)時間順序往前進(jìn)行追溯，直到波動率小于波動閾值或追溯到前方無數(shù)據(jù)點時停止追溯，并將追溯的數(shù)據(jù)點數(shù)標(biāo)定為k，則追溯的時間為k分鐘，計算波動率所依據(jù)的公式為：
17、
18、其中，bdi表示第i個數(shù)據(jù)點的用電需求總量數(shù)據(jù)的波動率，lfi-1表示歷史需求時序數(shù)據(jù)中第i-1個數(shù)據(jù)點的用電需求總量數(shù)據(jù)；
19、構(gòu)成的所述第一負(fù)載時序數(shù)據(jù)為：
20、ff1＝(lfj-k、lfj-k+1、…、lfj)
21、其中，ff1表示第一負(fù)載時序數(shù)據(jù)。
22、進(jìn)一步地，確定最小瞬時發(fā)電量往前k長度時間段的發(fā)電時序數(shù)據(jù)所依據(jù)的邏輯為：
23、根據(jù)歷史發(fā)電時序數(shù)據(jù)確定最小瞬時發(fā)電量，所依據(jù)的公式為：
24、sdq＝min(ld1、ld2、…、ldp、…、ldn)
25、其中，sdq表示最小瞬時發(fā)電量數(shù)據(jù)，q表示最小瞬時發(fā)電量本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種適用于海上風(fēng)電的儲能系統(tǒng)，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于海上風(fēng)電的儲能系統(tǒng)，其特征在于：發(fā)電量的歷史發(fā)電時序數(shù)據(jù)為海上風(fēng)電場在不同時刻的發(fā)電量數(shù)據(jù)，并按時間順序連續(xù)記錄構(gòu)成，每分鐘記錄一次發(fā)電量，負(fù)載端的歷史需求時序數(shù)據(jù)為過去至少一年內(nèi)，連接到風(fēng)電場的負(fù)載在不同時刻的用電需求總量，同樣按時間順序連續(xù)記錄構(gòu)成，且每分鐘記錄一次用電需求總量，并將發(fā)電量的歷史發(fā)電時序數(shù)據(jù)和負(fù)載端的歷史需求時序數(shù)據(jù)內(nèi)部的數(shù)據(jù)點按照時間順序進(jìn)行編號，且將編號一一映射；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種適用于海上風(fēng)電的儲能系統(tǒng)，其特征在于：確定最大瞬時負(fù)載往前的k長度時間段的負(fù)載需求時序數(shù)據(jù)所依據(jù)的邏輯為：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種適用于海上風(fēng)電的儲能系統(tǒng)，其特征在于：確定最小瞬時發(fā)電量往前k長度時間段的發(fā)電時序數(shù)據(jù)所依據(jù)的邏輯為：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種適用于海上風(fēng)電的儲能系統(tǒng)，其特征在于：確定超級電容的電容量所依據(jù)的公式為：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于海上風(fēng)電的儲能系統(tǒng)，其特征在于：判斷當(dāng)前風(fēng)電場儲
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種適用于海上風(fēng)電的儲能系統(tǒng)，其特征在于：生成發(fā)電量波動指數(shù)和負(fù)載波動指數(shù)所依據(jù)的方法為：
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于海上風(fēng)電的儲能系統(tǒng)，其特征在于：在充電狀態(tài)時根據(jù)發(fā)電量波動指數(shù)確定超級電容的充電電壓閾值所依據(jù)的公式為：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種適用于海上風(fēng)電的儲能系統(tǒng)，其特征在于：在放電狀態(tài)時確定超級電容和蓄電池的放電策略所依據(jù)的方法為：
10.一種適用于海上風(fēng)電的儲能方法，其特征在于：所述儲能方法由權(quán)利要求1-9任一項所述的儲能系統(tǒng)執(zhí)行獲得，具體步驟包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種適用于海上風(fēng)電的儲能系統(tǒng)，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于海上風(fēng)電的儲能系統(tǒng)，其特征在于：發(fā)電量的歷史發(fā)電時序數(shù)據(jù)為海上風(fēng)電場在不同時刻的發(fā)電量數(shù)據(jù)，并按時間順序連續(xù)記錄構(gòu)成，每分鐘記錄一次發(fā)電量，負(fù)載端的歷史需求時序數(shù)據(jù)為過去至少一年內(nèi)，連接到風(fēng)電場的負(fù)載在不同時刻的用電需求總量，同樣按時間順序連續(xù)記錄構(gòu)成，且每分鐘記錄一次用電需求總量，并將發(fā)電量的歷史發(fā)電時序數(shù)據(jù)和負(fù)載端的歷史需求時序數(shù)據(jù)內(nèi)部的數(shù)據(jù)點按照時間順序進(jìn)行編號，且將編號一一映射；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種適用于海上風(fēng)電的儲能系統(tǒng)，其特征在于：確定最大瞬時負(fù)載往前的k長度時間段的負(fù)載需求時序數(shù)據(jù)所依據(jù)的邏輯為：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種適用于海上風(fēng)電的儲能系統(tǒng)，其特征在于：確定最小瞬時發(fā)電量往前k長度時間段的發(fā)電時序數(shù)據(jù)所依據(jù)的邏輯為：
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：閃志剛，孫翰霖，顧汛，許潔，李長杰，蔣維，林菲，蔣智瑋，
申請(專利權(quán))人：廣東大唐國際潮州發(fā)電有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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