恭喜东南大学郑建勇获国家专利权
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龙图腾网恭喜东南大学申请的专利一种考虑运行经济成本和储能SOC一致性的双层AGC调频控制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114825378B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-27发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210503486.5,技术领域涉及:H02J3/24;该发明授权一种考虑运行经济成本和储能SOC一致性的双层AGC调频控制方法是由郑建勇;郭梦蕾;梅飞;沙浩源;高昂;李轩;解洋;郑茜匀设计研发完成,并于2022-05-09向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种考虑运行经济成本和储能SOC一致性的双层AGC调频控制方法在说明书摘要公布了:本发明公开了考虑运行经济成本和储能SOC一致性的双层AGC调频控制方法,包括1构建火电机组调频运行成本函数;2构建储能调频运行成本函数;3制定区域控制层级的二次调频控制方法;4制定储能站层级的储能单元SOC一致性控制方法;5制定储能电池SOC管理方案;6构建调频性能评价指标;7搭建含储能电池的机组调频动态模型。本发明所提出的控制方法考虑了不同扰动工况对火储AGC调频责任分配方式的影响,充分发挥储能快速灵活响应的调频特性,在优化调频运行成本,提升调频性能,增加调频补偿收益的同时,有效提高了储能使用寿命和系统综合运行效率。
本发明授权一种考虑运行经济成本和储能SOC一致性的双层AGC调频控制方法在权利要求书中公布了:1.考虑运行经济成本和储能SOC一致性的双层AGC调频控制方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)构建火电机组调频运行成本函数;(2)构建储能调频运行成本函数;(3)基于步骤(1)和步骤(2),构建储能机组联合调频运行成本函数,以储能机组联合调频运行成本函数最小化为优化目标,充分考虑不同调频电源的多技术特性,制定区域控制层级的二次调频控制方法;(4)上层区域控制中心根据AGC调频需求及相应控制策略,在火电机组与储能系统间进行实时的调频责任动态优化分配,下层储能站在收到基于步骤(3)所分配的AGC调频指令后,制定储能站层级的储能单元SOC一致性控制方法;(5)制定储能电池SOC管理方案;(6)构建调频性能评价指标;(7)搭建含储能电池的机组调频动态模型;所述步骤(1)中火电机组调频运行成本包括煤耗成本、环境成本和磨损成本;火电机组由于调频出力而产生的煤耗成本的计算式如下: (1)式中,CU1,k表示火电机组k时刻的调频煤耗成本;、分别表示第i个火电机组的耗量系数;PU,i,k表示第i个火电机组k时刻的调频出力值;火电机组参与调频时会产生温室气体的排放,处理发电排污的环境成本的计算式如下: (2)式中,CU2,k表示火电机组k时刻的调频环境成本;cNOx表示氮氧化物单位排污费用;cSO2表示二氧化硫单位排污费用;cCO2表示二氧化碳单位排污费用;表示采样间隔时间;火电机组调频时由于爬坡变换出力造成机组的磨损,磨损成本的计算式如下: (3)式中,CU3,k表示火电机组k时刻的调频磨损成本;mi,k表示第i个火电机组k时刻的调频磨损系数;所述步骤(2)中储能调频运行成本包括运维成本和老化成本;储能系统的运维成本指系统设备在投产运行时所造成的成本,包含员工工资、设备检修费用以及相关设备的运行成本,其计算式如下: (4)式中,CB1,k表示储能系统k时刻的调频运维成本;cm,j表示第j个储能电池的单位容量运维成本;PB,j,k表示第j个储能单元k时刻的调频出力值;储能电池的深充深放会加速电池的磨损及老化,其在参与调频时产生的老化成本计算式如下: (5)式中,CB2,k表示储能系统k时刻的调频老化成本;cn,j表示第j个储能电池的老化系数;SOCj,k表示第j个储能电池k时刻的荷电状态;SOCref表示储能系统的参考荷电状态;所述步骤(3)具体包括以下步骤;(31)建立基于功率变化速率的动态磨损系数;动态磨损系数计算式如下: (6)式中,mi,0为磨损系数的基准值;vk为k时刻火电机组调频功率变化速率;α为影响因子系数;其中,k时刻火电机组调频功率变化速率的计算式如下: (7)式中,PU,i,k为第i个火电机组k时刻的调频出力值;(32)建立AGC调频控制目标函数;k时刻区域控制层级调频控制的目标函数如下: (8)式中,CU1,k、CU2,k、CU3,k分别表示火电机组k时刻的调频煤耗成本、调频环境成本和调频磨损成本;CB1,k、CB2,k分别表示储能系统k时刻的调频运维成本和调频老化成本;(33)建立AGC调频控制约束条件;分别从调频需求和调频能力两个方面建立AGC调频控制约束条件,如下:对于调频需求来说,为了更好地发挥火、储调频特性,通过设置火电机组和储能系统的调频指令均在其各自有功出力的能力范围内,使得其各自出力实时满足指令要求,因此,火电机组和储能所承担的调频有功功率指令之和与这一刻总的AGC指令相等,即: (9)式中,Pagc,k为k时刻调度中心下发的AGC调频指令;对于调频能力来说,包括火电机组的爬坡率和负荷备用容量、储能充放电功率限制和荷电状态可变范围,即: (10)式中,vi为第i个火电机组爬坡率;Pi,max、Pi,min为第i个火电机组调频出力上下限;Pu,i,k为第i个机组在k时刻的实际调频出力;Pb,j,k为第j个储能单元在k时刻的实际调频出力;SOCj,k为第j个储能单元在k时刻的荷电状态;Pj,max、Pj,min为第j个储能单元出力上下限;SOCj,max、SOCj,min为第j个储能单元荷电状态上下限。
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