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专利号: 201910997490X
申请人: 齐鲁工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2025-02-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种弥补风电功率预测误差的储能系统的优化方法,其特征是:包括以下步骤,(1)分析风电厂风电功率的预测误差,得到预测误差的分布规律;

(2)建立储能系统的额定功率和额定容量的数学模型;

(3)在某一误差补偿度下,建立以风电厂收益最大为目的的目标函数;

(4)从前瞻性考虑,分析上网电价、储能成本的变化对风电厂收益的影响,找到有投资价值的上网电价区间及储能成本区间。

2.根据权利要求1所述的弥补风电功率预测误差的储能系统的优化方法,其特征是:所述预测误差为e,e=Pactual-Pforecast,其中:Pactual为风电厂的实际风电功率,Pforecast为风电厂的预测风电功率。

3.根据权利要求2所述的弥补风电功率预测误差的储能系统的优化方法,其特征是:当储能系统补偿全部预测误差时,即补偿度为100%时,储能系统需要的额定功率为预测误差绝对值的最大值:Prate=max|e|;

当储能系统补偿α%的预测误差时,预测误差的置信区间为(eαlow,eαup),eαlow为置信区间下限,eαup为置信区间上限,储能系统需要配置的额定功率为置信区间上下限绝对值的最大值,即:Prate=max(|eαlow|,|eαup|)。

4.根据权利要求3所述的弥补风电功率预测误差的储能系统的优化方法,其特征是:对储能系统的一个调度周期内的各个采样时刻的充放电量进行累计,获得不同采样时刻储能系统相对于初始状态的能量波动,如公式:式中:Δt是采样周期,

N是一个调度周期内的采样数,

E[n]为储能系统在第n个采样时刻相对于初始状态的能量波动,亦即前n个采样周期内,储能系统累计充放电量之和,PESS为储能系统实际的充放电功率,n是第n个采样点,

根据在整个样本数据周期内的能量波动,计算最大、最小能量波动之差,并考虑到储能系统运行荷电状态的限制,可以获得储能系统的额定容量Erate,如公式:式中:Cup和Clow分别为储能系统运行荷电状态的上下限约束,max(E[n])、min(E[n])分别为整个样本数据周期内储能系统相对于初始状态的最大、最小能量变化。

5.根据权利要求4所述的弥补风电功率预测误差的储能系统的优化方法,其特征是:当补偿度为100%时,PESS为各采样时刻的误差e,当补偿度为α%时,

6.根据权利要求5所述的弥补风电功率预测误差的储能系统的优化方法,其特征是:在某一补偿度下,以风电厂收益最大为目标,风电厂收益的目标函数为:f=c*Esell-cP*Prate-cE*Erate-c1*Ecurtail-c2*Eshortage式中:f为安装储能系统后的风电厂收益,c为上网电价,

Esell为风电厂安装储能系统后多发的电量,cP为储能系统的单位功率成本,

Prate为储能系统的额定功率,

cE为储能系统的单位容量成本,

Erate为储能系统的额定容量,

c1为弃风惩罚,

Ecurtail为弃风电量,

c2为缺电惩罚,

Eshortage为缺电电量,

式中:e[n]是每个采样时刻的误差,Δt为采样周期,

7.根据权利要求6所述的弥补风电功率预测误差的储能系统的优化方法,其特征是:所述风电厂的最大收益的算法步骤依次如下;

(1)找到风电厂风电功率的预测误差的分布规律,让k=1;

(2)让补偿度=α%,解出补偿区间,满足F(eαup)-F(eαlow)=α%(3)得到第k个区间的上下限eαlowk,eαupk;

(4)计算第k个量:Pratek,Eratek,Esellk,Ecurtailk,Eshortagek;

(5)比较Pratek与max|e|的大小,当Pratek小于等于max|e|时,计算风电厂的收益fk;

(6)判断fk与fk-1的大小,

当fk大于fk-1时,fmax=fk,令k=k+1,从步骤(2)开始重新执行以下步骤;

当fk小于等于fk-1时,令k=k+1,从步骤(2)开始重新执行以下步骤;

(7)在步骤(5)中,当Pratek大于max|e|时,直接输出fmax,即为风电厂的最大收益。

8.根据权利要求6所述的弥补风电功率预测误差的储能系统的优化方法,其特征是:影响风电厂最大收益的因素包括上网电价,储能单位功率成本,储能单位容量成本,弃风单位惩罚以及缺电单位惩罚;

当补偿度相同时,随着上网电价的提高,风电厂最大收益会增加;

当上网电价相同时,随着补偿度的提高,风电厂最大收益会增加;

在补偿度相同的情况下,风电厂最大收益随着储能单位功率成本的增加而减少;

当补偿度相同时,风电厂最大收益随着储能单位容量成本的增加而减少;

在所有补偿度下,单位弃风惩罚越高,风电厂最大收益越小;

当补偿度相同时,随着弃风惩罚的增加,风电厂最大收益将减少;

当单位弃风惩罚相同时,随着补偿度的增加,风电厂最大收益将增加。

9.根据权利要求8所述的弥补风电功率预测误差的储能系统的优化方法,其特征是:为了比较不同因素对风电厂最大收益的敏感性,引入敏感度SD的概念,式中:index是风电厂的最大利润,parameter为各影响因素,

SD>0表明评价指标与影响因素的变化方向一致,SD<0表明评价指标与影响因素的变化方向相反,︱SD︱越大,表明影响因素对评价指标越敏感。