[發明專利]基于電化學儲能精細建模的風電儲能等多主體協同控制方法和設備

在審

• 申請號: 202111459958.3
• 申請日: 2021-12-02
• 公開（公告）號: CN114744667A
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 丁然;王劍曉;樊小偉;邱威;孫榮富;徐海翔;武子恒;王靖然;耿艷;姚一鳴;姚帥亮;范維海;李庚銀
• 申請（專利權）人: 國網冀北電力有限公司;華北電力大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/32;H02J7/00;G06F30/20
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 單冠飛

1.一種電化學儲能精細建模的風電儲能等多主體協同控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

基于電路等效原理，建立電化學儲能裝置的等效電路模型；

基于所述等效電路模型，得到健康狀態與電化學儲能參數的關系，并對電化學儲能衰減進行精細化建模，得到儲能裝置的性能衰減模型；

基于風電在電力系統中運行時的設計功率上下限和功率能量轉換關系得到風電運行模型，基于儲能在電力系統中運行時的功率上下限、能量上下限和功率能量轉換關系得到儲能運行模型；

基于風電和儲能的運行收益建立目標函數；

基于風電運行模型、儲能運行模型、儲能裝置的性能衰減模型，分別構建風電儲能的約束條件；

在滿足所述風電儲能的約束條件的前提下，求解所述目標函數，并基于求解結果對風電儲能進行優化、控制和調度，其中，所述求解結果包括使得風電和儲能運行收益提升最大的控制量。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于電路等效原理，建立電化學儲能裝置的等效電路模型，包括：

基于電路等效原理，確定電化學儲能裝置的電極板和電解質模型與電路模型的對應關系；

基于所述對應關系，建立電化學儲能裝置在電路中的等效電路模型，其中，所述等效電路模型包括所述電化學儲能裝置的端口電壓、端口電流和內部阻抗。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于等效電路模型，得到健康狀態與電化學儲能參數的關系，并對電化學儲能衰減進行精細化建模，包括：

其中，SOH_t、SOH₀和SOH_EOL為電化學儲能裝置在t時刻、初始時刻和壽命終止時刻的健康狀態，和分別為電化學儲能裝置的容量在t時刻的值和最大值，Z_t、Z₀和Z_EOL為電化學儲能裝置的內阻在t時刻、初始時刻和壽命終止時刻的值，η_t和η₀為電化學儲能裝置的效率在t時刻和初始時刻的值，P_t和P₀分別是電化學儲能裝置的功率在t時刻和初始時刻的值，U₀、U和I分別是電化學儲能裝置在等效電路中的開路電壓、端口電壓和端口電流。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述目標函數為風電和儲能的運行收益提升量目標函數，表示為：

其中，總收益R由日前運行收益R^DA、實時運行收益R^RT、調頻收益R^R和儲能裝置成本C^B確定，γ_s是場景s的概率，λ^DA、λ^RT、λ^cap和λ^perf分別是日前運行、實時運行、調頻里程和調頻性能電價，P^DA、P^RT和P^R分別是日前運行功率、實時運行功率和調頻功率，C^Rep,B是電化學儲能裝置的更換成本，Q^B和分別是電化學儲能裝置總可充放電量和t時間內的充放電量，K^perf和r^M為調頻相關系數。

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述風電儲能的約束條件包括風電和儲能的日前運行約束、風電和儲能的實時運行約束。