[發明專利]一種基于異構儲能系統的功率可預測性控制方法

有效

• 申請號: 201310501062.6
• 申請日: 2013-10-22
• 公開（公告）號: CN104578135B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發明（設計）人: 尚笠;李東勝;趙瑩瑩
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/28
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司31225
• 代理人: 趙繼明

技術領域

本發明涉及新能源發電并網技術領域，尤其是涉及一種基于異構儲能系統的功率可預測性控制方法。

背景技術

隨著全球的能源枯竭和環境惡化等問題的日益嚴重，新能源因其可再生、無污染等突出優勢越來越受到人們的重視。但新能源(如風能、太陽能等)與傳統能源相比，受自然條件(如季節、地域等)的影響，具有發電不穩定、不可預測的特性，這為新能源并網帶來了挑戰。

目前，為了讓新能源的使用過程中擺脫對自然條件的依賴，使新能源并網功率消除波動，提高新能源入網可測性的方法有通過硬件技術來調節并使得輸出功率平滑，但調節能力有限，并使新能源的利用率下降。更多的方法則是通過大容量的儲能系統來實現，能量存儲系統不僅通過技術手段將有用的能量存儲起來，以調整電力供求之間的不平衡。還可以向電網輸送穩定的電能。但大容量的儲能系統也意味著高的成本消耗。同時隨著能源系統的規模越來越大，儲能強度高的存儲系統同時也面臨著技術和成本的考驗。目前的能源存儲技術主要分為四大類：電化學儲能、機械儲能和熱能儲能。每種存儲技術都有其存儲特性和成本，可以滿足不同的需求。它們之間的不同主要在于：容量、能量轉換率、充/放電效率、使用壽命、初始投入成本和總體運營成本。目前在對新能源儲能技術的研究與應用中主要采用單一的儲能技術，如電化學儲能中的鉛酸電池、鋰電池等。它們一次性投入成本不高，技術成熟，安全可靠，但能量轉化率較低，并且系統運行維護所需成本較高，系統壽命也較低。在電磁儲能中有電容、超級電容儲能等。它們具有能量轉換率高，系統壽命長等優點，但是一次性投入成本較高。而機械儲能中則包含壓縮空氣儲能、抽水儲能等，儲能效率高，規模大，但它們對地理或地質環境存在著特殊的要求，安全性能要求較高，并且一次性投入成本非常高。也有相關工作提出了結合多種存儲介質構建儲能系統，研究了在多儲能介質下系統的最長生命周期。但對于系統的整體運營成本，缺乏全面的考慮。

在成本計算方面，目前的工作主要考慮了儲能系統的初始投入成本，但是對長期成本并未進行考慮。而由于新能源發電站的設計壽命往往為10到20年，長期的儲能系統投入在整個系統構建及使用過程中是至關重要的。

本發明正是為了解決以上主要問題而發明的基于異構存儲系統的新能源可預測性控制框架。提出了系統運行成本模型，并提出了用基于人工神經網絡的控制算法來保證新能源發電入網電量的可預測性，同時能夠降低控制系統運行成本，提高系統運行壽命。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種基于異構儲能系統的功率可預測性控制方法，保證新能源入網的可測性，提高新能源入網功率的穩定性，同時能夠降低控制系統運行成本，提高系統運行壽命。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種基于異構儲能系統的功率可預測性控制方法，該控制方法通過對異構儲能系統建立成本模型，以成本最低為目標，采用遺傳算法對神經網絡的參數進行優化，并以優化后的神經網絡控制異構儲能系統運行時的充/放電。

所述的異構儲能系統是指至少包括兩種儲能介質的儲能系統。

所述的儲能介質包括電化學儲能、機械儲能、電磁儲能或熱能儲能。

所述的成本模型為：

Cost=Σi=1nμiJiCPi×CisNi]]>

s.t.n≥2

式中，i表示第i種儲能介質，n為儲能介質種類數，μ_i表示第i種儲能介質每千瓦時的成本，J_i表示其儲能量，CP表示其儲能率，C_is表示在生命周期內該儲能介質的最大充放電次數，N_i表示該儲能介質的每天充放電次數。