[發明專利]一種牽引負荷雙重應用混合儲能容量優化方法

有效

• 申請號: 202110751519.3
• 申請日: 2021-07-02
• 公開（公告）號: CN113472053B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 馬茜;陳浩;王豪
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: H02J7/34
• 分類號: H02J7/34;H02J3/28;H02J3/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種牽引負荷雙重應用混合儲能容量優化方法，該方法包括：獲取牽引供電系統接入鐵路功率調節器后α臂與β臂的有功功率歷史負荷數據；使用歷史數據對牽引負荷進行預測；確定牽引負荷雙重應用的目標函數和約束條件；使用低通濾波器對充放電功率進行初次分配；根據儲能的荷電狀態對牽引負荷的充放電功率進行二次修正。本發明將優化削峰填谷與補償預測誤差的目標域，并得到最優的低通濾波器濾波參數，得到混合儲能充放電功率。并根據混合儲能的荷電狀態，實時修正混合儲能的充放電功率，保證儲能可以長期穩定運行。

技術領域

本發明涉及電力系統技術領域，尤其設計一種牽引負荷雙重應用混合儲能容量優化方法。

背景技術

根據《新時代交通強國鐵路先行規劃綱要》方針，預計2035年，中國高速鐵路運營總里程將從2020年底的3.8萬公里增加至7萬公里左右。隨著電氣化鐵路運營里程的增加，降低電費支出成為更加迫切的問題。為此，國家大力推廣直購電交易，在電氣化鐵路上提倡使用“線路模式”。“線路模式”的直購電費由上網電費和輸配電費組成，其中，上網電費由鐵路公司對牽引負荷功率進行精確預測，根據預測直購電量與直購電價確定。當預測誤差大于10％時，對于超過的部分用電國家電網公司將以高于直購電價的懲罰電價來進行交易；輸配電費主要由電網公司的服務成本和設備成本組成，通過儲能對預測數據進行削峰填谷，可以減小牽引負荷峰值達到降低設備成本的效果。

發明內容

本發明提供的一種牽引負荷雙重應用混合儲能容量優化方法，解決了牽引負荷同時削峰填谷與補償預測誤差時混合儲能充放電電量不平衡，導致儲能無法長期穩定運行的問題。

為了實現上述目的，本發明采用如下的技術方案，包括：

獲取牽引供電系統接入鐵路功率調節器后α臂與β臂的有功功率歷史負荷數據；

使用歷史數據對牽引負荷進行預測；

確定牽引負荷雙重應用的目標函數和約束條件；

使用低通濾波器對充放電功率進行初次分配；

根據儲能的SOC對牽引負荷的充放電功率進行二次修正；

進一步地，所述目標函數為：

1)儲能日成本

式中：C₁為儲能的安裝成本；C_E為儲能的單位容量價格；C_P為儲能的單位功率價格；E_rate為儲能的額定容量；P_rate為儲能的額定功率。C_mi是儲能系統第i年單位功率的運行維護成本；i_r反應通貨膨脹情況；d_r是貼現率，N為儲能式RPC的使用年限。

2)電價成本

C₂＝Y₁M+Y₂M (2)

式中：Y₁為直購電價，Y₂為輸配電價，M為用電量。本文忽略在傳輸過程中的電能損耗，設購電電量等于輸配電量等于用電電量。

3)變壓器成本

式中：C_EVv是牽引變壓器容量成本,S_Vv為變壓器容量大小，S'_Vv根據γL₀大小，按照牽引變壓器容量等級得到，且S'_Vv≥γL₀。牽引變壓器所需有功L₀通過γ核算其容量，按照變壓器性質，一般取cosφ＝0.8，則γ＝1.25。