【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于電力儲能配置，具體涉及一種計及多場景的重力電池混合儲能的優(yōu)化配置方法及裝置。
技術(shù)介紹
1、近年來，面對環(huán)境污染和能源短缺的雙重壓力，人們開始積極探索新能源發(fā)電技術(shù)，其中風(fēng)電和光伏發(fā)電是備受關(guān)注的焦點。然而，由于風(fēng)光一次資源的不確定性，新能源出力呈現(xiàn)出隨機性和波動性的特點，因此新能源大規(guī)模接入對電力系統(tǒng)調(diào)峰和風(fēng)光波動平抑等方面提出更高要求。重力儲能作為一種“能量型”儲能，具有循環(huán)充放使用壽命長、安全性高、容量大、無污染、可大規(guī)模建設(shè)等突出優(yōu)點，適用于電力系統(tǒng)中調(diào)峰、微網(wǎng)黑啟動等多種場景，但其響應(yīng)速度較慢，能量密度不高。
2、含重力儲能的混合儲能系統(tǒng)作為一種新型儲能技術(shù)，能夠?qū)⑵渌愋偷膬δ芘c重力儲能組合，綜合利用多種儲能技術(shù)的優(yōu)勢，彌補單一重力儲能的不足。該混合儲能系統(tǒng)不僅能夠提高能源存儲的靈活性和效率，還能夠在不同的應(yīng)用場景中展現(xiàn)出更高的適應(yīng)性。例如，電池儲能可以提供快速響應(yīng)的短時電力供應(yīng)，而重力儲能則適合長時間、大規(guī)模的能量存儲，通過兩者的結(jié)合，混合儲能系統(tǒng)能夠在電網(wǎng)調(diào)峰、風(fēng)光波動平抑、促進新能源消納等方面提供更為穩(wěn)定和可靠的解決方案，進一步推動能源轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展。
3、然而，目前重力儲能的應(yīng)用尚處于起步階段，盡管已經(jīng)開展了針對重力儲能并網(wǎng)控制的相關(guān)技術(shù)研究，但研究的重心主要集中在重力儲能系統(tǒng)內(nèi)部的控制策略及單個機組的并網(wǎng)控制策略，在重力儲能的容量配置等方面還存在明顯不足，特別是針對重力儲能與其他儲能技術(shù)相結(jié)合的容量優(yōu)化配置研究較為欠缺，這不利于提升含重力儲能的混合儲能系統(tǒng)的性能和經(jīng)濟
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本專利技術(shù)提供了計及多場景的重力電池混合儲能的優(yōu)化配置方法及裝置。以風(fēng)光儲系統(tǒng)運行經(jīng)濟性最優(yōu)為目標(biāo)，兼顧調(diào)峰和波動平抑兩種應(yīng)用場景，尋找重力儲能和電池儲能的最優(yōu)功率/容量配比，實現(xiàn)風(fēng)光儲系統(tǒng)的優(yōu)化配置。
2、第一方面，本專利技術(shù)提供一種計及多場景的重力電池混合儲能的優(yōu)化配置方法，包括：
3、基于含重力電池混合儲能的風(fēng)光儲系統(tǒng)的運行特性，建立重力電池混合儲能的數(shù)學(xué)模型；
4、基于重力電池混合儲能的運行經(jīng)濟性，并結(jié)合調(diào)峰和波動平抑的應(yīng)用場景，建立數(shù)學(xué)模型的目標(biāo)函數(shù)；
5、基于含重力電池混合儲能的風(fēng)光儲系統(tǒng)的運行特性，給出重力電池混合儲能的優(yōu)化約束條件；
6、以含重力電池混合儲能的風(fēng)光儲系統(tǒng)的運行經(jīng)濟性最優(yōu)為目標(biāo)，利用粒子群算法求解，給出重力電池混合儲能的優(yōu)化配置方案。
7、進一步的，基于含重力電池混合儲能的風(fēng)光儲系統(tǒng)的運行特性，建立重力電池混合儲能的數(shù)學(xué)模型，包括：
8、基于風(fēng)光儲系統(tǒng)中重力儲能充放電的功率和效率，確定重力儲能的儲存電量模型；基于風(fēng)光儲系統(tǒng)中重力儲能的額定容量，以及充放電的功率和效率，給定重力儲能的荷電狀態(tài)模型；
9、基于風(fēng)光儲系統(tǒng)中電池儲能充放電的功率和效率，確定電池儲能的儲存電量模型；基于風(fēng)光儲系統(tǒng)中電池儲能的額定容量，以及充放電的功率和效率，給定電池儲能的荷電狀態(tài)模型。
10、進一步的，重力儲能的儲存電量模型，滿足以下關(guān)系：
11、
12、式中，egb(t+1)為重力儲能在t+1時段的儲存電量；egb(t)為重力儲能在t時段的儲存電量；為t時段內(nèi)重力儲能的充電功率；為t時段內(nèi)重力儲能的充電效率；為t時段內(nèi)重力儲能的放電功率；為t時段內(nèi)重力儲能的放電效率，δt為t時刻的狀態(tài)持續(xù)時間；
13、重力儲能的荷電狀態(tài)模型，滿足以下關(guān)系：
14、
15、式中，socgb(t+1)為重力儲能在t+1時段的荷電狀態(tài)；socgb(t)為重力儲能在t時段的荷電狀態(tài)；egbn為重力儲能的額定容量；
16、電池儲能的儲存電量模型，滿足以下關(guān)系：
17、
18、式中，ees(t+1)為電池儲能在t+1時段的儲存電量；ees(t)為電池儲能在t時段的儲存電量；為t時段內(nèi)電池儲能的充電功率；為t時段內(nèi)電池儲能的充電效率；為t時段內(nèi)電池儲能的放電功率；為t時段內(nèi)電池儲能的放電效率；
19、電池儲能的荷電狀態(tài)模型，滿足以下關(guān)系：
20、
21、式中，soces(t+1)為電池儲能在t+1時段的荷電狀態(tài)；soces(t)為電池儲能在t時段的荷電狀態(tài)；eesn為電池儲能的額定容量。
22、進一步的，基于重力電池混合儲能的運行經(jīng)濟性，并結(jié)合調(diào)峰和波動平抑的應(yīng)用場景，建立數(shù)學(xué)模型的目標(biāo)函數(shù)，包括：
23、基于電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線的功率、重力電池混合儲能的充放電功率，并結(jié)合上網(wǎng)電價，確定售電收益；
24、基于重力電池混合儲能的充放電功率，并結(jié)合分時電價，確定調(diào)峰收益；
25、基于重力電池混合儲能的充放電功率，并結(jié)合重力電池混合儲能的單位運行維護成本，確定重力電池混合儲能的運行維護成本；
26、基于電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線的功率和波動懲罰系數(shù)，給出聯(lián)絡(luò)線波動懲罰成本；
27、基于售電收益、調(diào)峰收益、重力電池混合儲能的運行維護成本和聯(lián)絡(luò)線波動懲罰成本，給出數(shù)學(xué)模型的目標(biāo)函數(shù)。
28、進一步的，數(shù)學(xué)模型的目標(biāo)函數(shù)，滿足以下關(guān)系：
29、minc＝-(f1+f2)+(c1+c2)
30、
31、c1＝(pd,t+pc,t)copeδt
32、c2＝(pg,t-pg,t-1)2clδt
33、式中，c為總成本，f1為風(fēng)光系統(tǒng)的售電收益；f2為重力電池混合儲能的調(diào)峰收益；c1為重力電池混合儲能的運行維護成本；c2為聯(lián)絡(luò)線波動懲罰，pg,t為聯(lián)絡(luò)線在t時刻的功率；pc,t為重力電池混合儲能在t時刻的充電功率；pd,t為重力電池混合儲能在t時刻的放電功率；c1為風(fēng)光上網(wǎng)電價；δt為t時刻的狀態(tài)持續(xù)時間，c2為分時電價，cope為重力電池混合儲能單位運行維護成本，pg,t-1為聯(lián)絡(luò)線在t-1時刻的功率；cl為聯(lián)絡(luò)線波動懲罰系數(shù)。
34、進一步的，基于含重力電池混合儲能的風(fēng)光儲系統(tǒng)的運行特性，給出重力電池混合儲能的優(yōu)化約束條件，包括：
35、基于重力儲能和風(fēng)光儲系統(tǒng)的實際出力，并結(jié)合電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線的功率，確定重力電池混合儲能的功率平衡約束；
36、基于電池儲能的最大充放電功率，確定電池儲能的充放電功率約束；基于重力儲能的最小和最大充放電功率，確定重力儲能的充放電功率約束；基于重力儲能的充放電功率，確定重力儲能的爬坡率約束；
37、基于重力電池混合儲能的最小和最大荷電狀態(tài)，并結(jié)合重力電池混合儲能的充放電功率和效率，給出重力電池混合儲能的荷電狀態(tài)約束。
38、進一步的，風(fēng)光儲系統(tǒng)還包括風(fēng)電和光伏，重力電池混合儲能的功率平衡約束，滿足以下關(guān)系：
39、pwind,t+ppv,t+pes,t+pbg,t＝pg,t
40、式中，pwind,t為風(fēng)電在t時刻的實際出力；本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種計及多場景的重力電池混合儲能的優(yōu)化配置方法，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的重力電池混合儲能的優(yōu)化配置方法，其特征在于，基于含重力電池混合儲能的風(fēng)光儲系統(tǒng)的運行特性，建立重力電池混合儲能的數(shù)學(xué)模型，包括：
3.如權(quán)利要求2所述的重力電池混合儲能的優(yōu)化配置方法，其特征在于，重力儲能的儲存電量模型，滿足以下關(guān)系：
4.如權(quán)利要求1所述的重力電池混合儲能的優(yōu)化配置方法，其特征在于，基于重力電池混合儲能的運行經(jīng)濟性，并結(jié)合調(diào)峰和波動平抑的應(yīng)用場景，建立數(shù)學(xué)模型的目標(biāo)函數(shù)，包括：
5.如權(quán)利要求4所述的重力電池混合儲能的優(yōu)化配置方法，其特征在于，數(shù)學(xué)模型的目標(biāo)函數(shù)，滿足以下關(guān)系：
6.如權(quán)利要求4或5所述的重力電池混合儲能的優(yōu)化配置方法，其特征在于，基于含重力電池混合儲能的風(fēng)光儲系統(tǒng)的運行特性，給出重力電池混合儲能的優(yōu)化約束條件，包括：
7.如權(quán)利要求6所述的重力電池混合儲能的優(yōu)化配置方法，其特征在于，重力電池混合儲能的功率平衡約束，滿足以下關(guān)系：
8.如權(quán)利要求1所述的重力電池混合儲能的
9.如權(quán)利要求8所述的重力電池混合儲能的優(yōu)化配置方法，其特征在于，對粒子的歷史最優(yōu)位置和全局最優(yōu)位置以及每個粒子的速度和位置進行迭代更新，包括：
10.一種計及多場景的重力電池混合儲能的優(yōu)化配置裝置，其特征在于，采用如權(quán)利要求1-9任一所述計及多場景的重力電池混合儲能的優(yōu)化配置方法，優(yōu)化配置裝置包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種計及多場景的重力電池混合儲能的優(yōu)化配置方法，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的重力電池混合儲能的優(yōu)化配置方法，其特征在于，基于含重力電池混合儲能的風(fēng)光儲系統(tǒng)的運行特性，建立重力電池混合儲能的數(shù)學(xué)模型，包括：
3.如權(quán)利要求2所述的重力電池混合儲能的優(yōu)化配置方法，其特征在于，重力儲能的儲存電量模型，滿足以下關(guān)系：
4.如權(quán)利要求1所述的重力電池混合儲能的優(yōu)化配置方法，其特征在于，基于重力電池混合儲能的運行經(jīng)濟性，并結(jié)合調(diào)峰和波動平抑的應(yīng)用場景，建立數(shù)學(xué)模型的目標(biāo)函數(shù)，包括：
5.如權(quán)利要求4所述的重力電池混合儲能的優(yōu)化配置方法，其特征在于，數(shù)學(xué)模型的目標(biāo)函數(shù)，滿足以下關(guān)系：
6.如權(quán)利要求4或5所述的重力電池混合儲能的優(yōu)化配置方法，其特征在于，基于含重...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王青山，李妍，張群，汪德成，
申請(專利權(quán))人：國網(wǎng)江蘇省電力有限公司經(jīng)濟技術(shù)研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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