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    重庆时时彩资金被冻结: 用于平抑风电功率波动的混合储能电站容量确定方法.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201410062240.4

    申请日:

    2014.02.24

    公开号:

    CN103927588A

    公开日:

    2014.07.16

    当前法律状态:

    驳回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):G06Q 10/04申请公布日:20140716|||著录事项变更IPC(主分类):G06Q 10/04变更事项:发明人变更前:袁弘 李建祥 刘海波 张秉良变更后:袁弘 李建祥 刘海波 张秉良 高玉明 张华栋 郭亮 任杰 宋海峰 霍光宇|||实质审查的生效IPC(主分类):G06Q 10/04申请日:20140224|||专利申请权的转移IPC(主分类):G06Q 10/04变更事项:申请人变更前权利人:国家电网公司变更后权利人:国家电网公司变更事项:地址变更前权利人:100031 北京市西城区西长安街86号变更后权利人:100031 北京市西城区西长安街86号变更事项:申请人变更前权利人:国网山东省电力公司电力科学研究院变更后权利人:国网山东省电力公司电力科学研究院 山东鲁能智能技术有限公司登记生效日:20140625|||公开
    IPC分类号: G06Q10/04(2012.01)I; G06Q50/06(2012.01)I; H02J15/00 主分类号: G06Q10/04
    申请人: 国家电网公司; 国网山东省电力公司电力科学研究院
    发明人: 袁弘; 李建祥; 刘海波; 张秉良
    地址: 北京市西城区西长安街86号
    优先权:
    专利代理机构: 济南圣达知识产权代理有限公司 37221 代理人: 张勇
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201410062240.4

    授权公告号:

    ||||||||||||

    法律状态公告日:

    2017.12.08|||2014.08.20|||2014.08.13|||2014.07.30|||2014.07.16

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的驳回|||著录事项变更|||实质审查的生效|||专利申请权、专利权的转移|||公开

    摘要

    本发明公开了一种用于平抑风电功率波动的混合储能电站容量确定方法,包括:以减小蓄电池充放电次数或者减小电容容量为目标建立混合储能电站充放电过程模型;以混合储能电站建设成本和运行成本总和最小构建混合储能电站容量优化目标函数;在满足混合储能电站充放电过程模型的条件下,选用PSO算法对混合储能电站容量优化目标函数进行求解计算,确定混合储能电站最优容量数值。本发明以典型功率型储能VRLA和能量型储能UC构建混合储能电站,利用其各自特性构建优势互补的充放电过程模型,利于实现混合储能系统各介质间的协调有机运行;以储能电站运行成本和建设成本最小为目标建立容量规划模型,实现了容量的最优化。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种用于平抑风电功率波动的混合储能电站容量确定方法,其特征是,包括以下步骤:
    (1)以减小蓄电池充放电次数或者减小电容容量为目标建立混合储能电站充放电过程模型;
    (2)以混合储能电站建设成本和运行成本总和最小为目标构建混合储能电站容量优化目标函数,并建立混合储能电站充放电功率的约束条件和容量约束条件;
    (3)在满足混合储能电站充放电过程模型的条件下,选用PSO算法对混合储能电站容量优化目标函数进行求解计算,确定混合储能电站最优容量数值。

    2.  如权利要求1所述的一种用于平抑风电功率波动的混合储能电站容量确定方法,其特征是,所述步骤(1)中以减小蓄电池充放电次数为目标的混合储能电站充放电过程模型为:
    设P(t)为t时刻风电机组输出功率PW(t)与时段参考输出功率Pref(t)的差值:
    P(t)=PW(t)-Pref(t)
    将P(t)分解为高频分量PΔH(t)和趋势分量PΔL(t),且满足:
    P(t)=PΔH(t)+PΔL(t)
    设f(t)为PΔL(t)与零值的关系标志位,且f(t)的正负号与PΔL(t)相同,当满足f(t-1)·f(t)<0时:
    若f(t)>0且Δtf<Δtthr,则Sbat.VRLA=-1,Pdischa.VRLA=0;
    若f(t)<0且Δtf<Δtthr,则Sbat.VRLA=1,Pcharge.VRLA=0;
    式中,f(t-1)·f(t)<0表示PΔL(t)与零值关系发生改变;Δtf为f(t)保持当前状态的持续时间;Δtthr为持续时间阈值;Pdiacha.VRLA表示蓄电池放电功率,Pcharge.VRLA表示蓄电池充电功率;Sbat.VRLA为蓄电池充电、放电及浮充状态标志,分别对应数值1,-1,0。

    3.  如权利要求1所述的一种用于平抑风电功率波动的混合储能电站容量确定方法,其特征是,所述步骤(1)中以减小电容容量为目标的混合储能电站充放电过程模型为:
    设P(t)为t时刻风电机组输出功率PW(t)与时段参考输出功率Pref(t)的差值:
    P(t)=PW(t)-Pref(t)
    将P(t)分解为高频分量PΔH(t)和趋势分量PΔL(t),且满足:
    P(t)=PΔH(t)+PΔL(t)

    Pdischa/charge.UC=PΔH(t)·k
    Pdischa/charge.VRLA=PΔL(t)+PΔH(t)·(1-k);
    式中,k为功率缩减系数,为区间(0,1]的正数,为保证电容处于持续的充-放-充的循环 平衡状态,需保证k>0;Pcharge.UC和Pdischa.UC分别为电容的充电和放电功率;Pcharge.VRLA和Pdischa.VRLA分别表示蓄电池的充电和放电功率。

    4.  如权利要求2或3所述的一种用于平抑风电功率波动的混合储能电站容量确定方法,其特征是,所述混合储能电站充放电过程模型的控制策略为:
    (Ⅰ)当Sbat.VRLA=1且Sbat.UC=1,且蓄电池倍功率充电至SOCVRLA>=SOCVRLA.max时,k=1;此时:
    a.若SOCUC>=SOCUC.max,则储能系统满充,出现弃风,则弃风功率为:
    Pabadon=PΔH(t)+PΔL(t),PΔH(t)>0,PΔL(t)>0;
    b.若Pcharge.VRLA>Pcharge.VRLA.max,则电容提升k值充电,当PΔH+PΔL>Pcharge.VRLA.max+Pcharge.UC.max时,出现弃风,则弃风功率为:
    Pabadon=PΔH(t)+PΔL(t)-Pcharge.VRLA.max-Pcharge.UC.max;
    (Ⅱ)当Sbat.VRLA=-1且Sbat.UC=1,Pdischa.VRLA减功率放电,且Pdischa.VRLA.min=0时,
    a.若Pdischa.VRLA=Pdischa.VRLA.min,UC提升k值充电,当SOCUC>SOCUC.max时,出现弃风,则弃风功率为:
    Pabadon=PΔH(t)+PΔL(t),PΔH(t)>0,PΔL(t)<0;
    b.若UC充电功率超过Pcharge.UC.max,则充电功率不足,出现弃风,则弃风功率为:
    Pabadon=PΔH(t)+PΔL(t)-Pcharge.UC.max;
    其中,Sbat.VRLA和Sbat.UC分别为蓄电池和电容的充电、放电及浮充状态标志,分别对应数值1,-1,0;SOCVRLA.max和SOCUC.max分别为VRLA和UC的SOC运行最大值;Pcharge.UC和Pdischa.UC分别为电容的充电和放电功率;Pcharge.VRLA和Pdischa.VRLA分别表示蓄电池的充电和放电功率;Pcharge.UC.max为蓄电池的最大充电功率;Pcharge.VRLA.max和Pdischa.VRLA.min分别表示蓄电池的最大充电功率和最小放电功率。

    5.  如权利要求2或3所述的一种用于平抑风电功率波动的混合储能电站容量确定方法,其特征是,所述混合储能电站充放电过程模型的控制策略为:
    (Ⅰ)当Sbat.VRLA=1且Sbat.UC=-1,Pcharge.VRLA减功率充电,且Pcharge.VRLA.min=0时,
    a.若Pcharge.VRLA=Pcharge.VRLA.min,UC提升k值放电,当SOCUC<SOCUC.min时,放电平抑功率不足,则平抑放电功率缺额值为:
    Plack=PΔH(t)+PΔL(t),PΔH(t)<0,PΔL(t)>0;
    b.若UC放电功率超过Pdischa.UC.max,放电平抑功率不足,则平抑放电功率缺额值为:
    Plack=|PΔH(t)+PΔL(t)-Pdischa.UC.max|;
    (Ⅱ)当Sbat.VRLA=-1且Sbat.UC=-1,VRLA倍功率放电至SOCVRLA<SOCVRLA.min时,k=1;此时,
    a.若SOCUC<SOCUC.min,放电平抑功率不足,则平抑放电功率缺额值为:
    Plack=PΔH(t)+PΔL(t),PΔH(t)<0,PΔL(t)<0;
    b.若|PΔH(t)+PΔL(t)|>Pcharge.VRLA.max+Pcharge.UC.max,放电平抑功率不足,则平抑放电功率缺额值为:
    Plack=|PΔH(t)+PΔL(t)|-Pcharge.VRLA.max-Pcharge.UC.max;
    其中,Pcharge.VRLA.max和Pdischa.VRLA.min分别为蓄电池的最大充电功率和最小放电功率;Pcharge.UC.max和Pdischa.UC.max分别为电容最大充电功率和最大放电功率;Sbat.VRLA和Sbat.UC分别为蓄电池和电容的充电、放电及浮充状态标志,分别对应数值1,-1,0;SOCUC.min和SOCUC.max分别为UC的SOC运行最小值和最大值;Pabadon和Plack分别为弃风功率和平抑放电功率缺额值。

    6.  如权利要求1所述的一种用于平抑风电功率波动的混合储能电站容量确定方法,其特征是,所述步骤(2)中混合储能电站容量优化目标函数为:
    C=ρVRLA&CenterDot;VOpt.VRLA+ρUC&CenterDot;VOpt.UC+β&CenterDot;Σt=1TPosit(PΔL(t)Δt-(VOpt.VRLA+VVRLA(t-1)))+Posit(PΔL(t)Δt-Pcharge.VRLA.max)+β&CenterDot;Σt=1TPosit(PΔH(t)Δt-(VOpt.UC-VUC(t-1)))+Posit(PΔH(t)Δt-Pcharge.UC.max)+α&CenterDot;Σt=1TPosit(|PΔL(t)|Δt-(VVRLA(t-1)-VVRLA.min))+Posit(|PΔL(t)|Δt-Pdischa.VRLA.maxΔt)+α&CenterDot;Σt=1TPosit(|PΔH(t)|Δt-(VUC(t-1)-VUC.min))+Posit(|PΔH(t)|Δt-Pdischa.UC.maxΔt)]]>
    式中,ρVRLA、ρVRB分别为蓄电池和电容单位容量建设成本;T为所提取运行数据的时窗长度;β为单位容量的弃风成本;α为未达到平抑目标所缺容量的单位惩罚成本;Posit为取正函数,其含义为y=Posit(x),x>0时,y=x;x≤0时,y=0;VVRLA(t-1),VUC(t-1)为对应前一时刻容量取值;Δt为采样间隔;Pcharge.VRLA.max、Pcharge.UC.max分别为蓄电池和电容的最大充电功率;VVRLA.min、VUC.min分别为蓄电池和电容的最低放电容量,与SOC数值对应;Pdischa.VRLA.max、Pdischa.UC.max分别为蓄电池和电容的最大放电功率,VOpt.VRLA和VOpt.UC分别为VRLA和UC的最优容量。

    7.  如权利要求1所述的一种用于平抑风电功率波动的混合储能电站容量确定方法,其特征是,所述步骤(2)中混合储能电站充放电功率的约束条件为:
    -Pdischa.max<P(t)<Pcharge.max;
    式中,Pcharge.max,Pdischa.max分别为蓄电池或电容对应的最大充放电功率,P(t)为蓄电池或电容对应的充放电功率。

    8.  如权利要求1所述的一种用于平抑风电功率波动的混合储能电站容量确定方法,其特征是,所述步骤(2)中混合储能电站容量约束条件为:
    VminV(t)VmaxVVRLA(t)>VVRB(t);]]>
    式中,混合储能电站容量V(t)的变化应限制在蓄电池和电容的最大容量Vmax和最小容量Vmin之间。

    9.  如权利要求1所述的一种用于平抑风电功率波动的混合储能电站容量确定方法,其特征是,所述步骤(3)中选用PSO算法对混合储能电站容量优化目标函数进行求解计算的步骤为:
    1)提取风电场运行数据时间窗口长度T及其对应数据,平抑目标分解并确定各自目标充放电状态;
    2)设置粒子群维数D,最大迭代次数Mmax,收敛精度σthresh,同时初始化粒子群位置x和速度v,并给定初始VOpt.VRLA、VOpt.UC数值;
    3)判断是否满足充放电过程模型,并采取对应充放电策略;
    4)计算混合储能电站容量优化目标函数各成本参量,并计算各粒子适应度值;
    5)将各粒子适应度值与自身粒子极值及全局例子极值比较,若适应度值较小,则更新各粒子个体极值ebest及全局例子适应度极值gbest;
    6)计算Δσ2判断是否满足收敛条件,所述收敛条件为:
    limt&RightArrow;Δσ2=σthresh]]>
    式中Δσ2为粒子群的群体或全局适应度方差的变化量,若是,则提取当前VOpt.VRLA、VOpt.UC即为最优容量数值;若否,则依据混合储能电站充放电功率和容量约束条件,更新各粒子位置x及速度v,并重复步骤3)-5)。

    10.  如权利要求9所述的一种用于平抑风电功率波动的混合储能电站容量确定方法,其特征是,所述更新各粒子的位置x及速度v按照下式进行:
    vin+1=wvin+c1r1(ebestin-xin)+c2r2(gbest-xin)]]>
    xin+1=xin+gvin+1;]]>
    其中n为当前循环次数;c1、c2为粒子权重系数;w为惯性权重;r1、r2为(0,1)内均匀分布随机数;xi、vi为第i维粒子的位置与速度;xin、vin分别为当前循环xi、vi的数值;xin+1、vin+1分别为下次循环xi、vi的更新值;g为约束因子,ebesti为第i维粒子的个体极值,gbest为全局例子适应度极值。

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