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恭喜浙江大学陈小飞获国家专利权

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龙图腾网恭喜浙江大学申请的专利一种面向供需平衡的储能分布式运行优化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:CN119171496B

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-25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:202411658055.1,技术领域涉及:H02J3/32;该发明授权一种面向供需平衡的储能分布式运行优化方法是由陈小飞;杨俊;孟文超;杨秦敏;公英杰;谢树宗设计研发完成,并于2024-11-20向国家知识产权局提交的专利申请。

一种面向供需平衡的储能分布式运行优化方法在说明书摘要公布了:本发明属于电力领域,公开了一种面向供需平衡的储能分布式运行优化方法,包括:步骤1,定义电网内的有功功率平衡关系;步骤2,在线估计负荷有功功率;步骤3,计算每个电池储能系统实际存储和提取的功率;步骤4,考虑相关功率约束,构造分布式电池储能系统的优化问题模型;步骤5,求解步骤4的优化问题,设计分布式电池储能系统协调运行优化算法。本发明提出了一种分布式的方法来控制电池储能系统在可再生发电量大于需求时以充电模式运行,在可再生发电量不足需求时以放电模式运行,进而整体提高了可再生能源发电的利用效率。

本发明授权一种面向供需平衡的储能分布式运行优化方法在权利要求书中公布了:1.一种面向供需平衡的储能分布式运行优化方法,其特征在于,包括:步骤1,定义电网内的有功功率平衡关系,包括:对于包含有电池储能系统的智能配电网,储能设备可以被看作是弹性负荷,用于调节供电与消费之间的平衡关系,如下式所示,电网内的有功功率平衡可以表示为: 其中,,,分别代表分布式发电机组、负载和电池储能系统的集合,表示第个发电机的发电功率,表示第j个负载消耗的功率,是第i个电池储能系统在正负时的充放电功率;步骤2,在线估计负荷有功功率,包括:步骤2.1,利用SCADA系统和相量测量单元提供的带复杂噪声的测量,实现对节点电压幅值和相角的鲁棒估计;步骤2.2,利用潮流分析方法知道,当支路两端节点电压幅值和相角已知时,支路有功功率可如下式计算: 其中,表示负荷节点j与节点m之间支路有功功率,和分别是串联电导和电纳,,和分别是节点j的电压相角和幅值,和分别是节点m的电压相角和幅值;步骤2.3,计算负荷节点j消耗的总功率估计值,如下所示: ;步骤3,计算每个电池储能系统实际存储和提取的功率,包括:步骤3.1,传输损耗通过将负荷有功功率乘以0.05的系数进行建模;步骤3.2,在电网中,电池储能系统所需的总净有功功率计算为: 如果为正,电池储能系统将被控制在充电,如果为负,电池储能系统将被控制在放电模式,为了确保电网内的供需平衡,需要设计合适的调度策略,在分布式ESS之间分享,这可以通过控制电池储能系统的的放电充电功率来实现: 步骤3.3,由于电池存在内阻,在电池储能系统充电放电时,会产生功率损失,令和分别代表第i个电池储能系统实际存储的功率和提取的功率,计算方式如下: 其中,和分别代表放电和放电效率;步骤4,考虑相关功率约束,构造分布式电池储能系统的优化问题模型,包括:输入电池储能系统的总实际功率可以计算为: 充电率和电池储能系统的SoC都会对充电效率造成影响,充电效率和充电率呈线性关系,其公式为: 其中和是两个常数,表示该线性关系的截距和斜率的相反数;通过将公式9代入到公式8,目标函数变成: 其中Min是最小化函数;设计一种分布式的电池储能系统协同控制策略,通过减少电力损失,实现电池储能系统输入总功率最大化,考虑到相关约束,得到如下优化问题模型: (11)其中,和分别代表充电下限和上限;步骤5,求解步骤4的优化问题,设计分布式电池储能系统协调运行优化算法,包括:步骤5.1,利用拉格朗日算法来求解步骤4得到的优化问题,针对公式10和11,可以得到拉格朗日函数L,如下所示: 其中,是拉格朗日乘子;步骤5.2,计算对偶函数,对偶函数是拉格朗日函数在上的最小值: 其中inf表示求一个集合的下确界,同时,满足: (14)步骤5.3,拉格朗日乘子沿负梯度方向更新,更新方程为: ,式中,表示更新步长,表示对函数D关于v求偏导,N表示网络中节点总数;步骤5.4,考虑节点通信存在时延的复杂通信环境,假设节点与节点在第k次迭代时的通信时延是,不失一般性,该时延满足: (16)式中,表示对应时延的上界;步骤5.5,每个电池储能系统控制单元可抽象为一个具有计算能力和弱通信能力的智能体,用表示为一个图,包含一组顶点以及一组边;表示节点可以接收到节点的信息,如果有一条从i到j的路径,那么对应的两个顶点就被称为连接状态;可发送信息到节点j的集合称为该节点的输入邻居节点集合,即;节点更新率设置为: 式中, (18)其中,表示节点j的状态信息;表示权重系数;表示通信时延的上界;表示时延;r是时延的时间步数,从0到最大时延;表示一个指示函数,用来表示是否发生了对应时延的通信;步骤5.6,每个节点设置成含有两个状态信息和,为了求得全局信息,节点初始值设置为,状态更新率如下: 令,则当时,的极限满足下式: 。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术,可联系本专利的申请人或专利权人浙江大学,其通讯地址为:310000 浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号;或者联系龙图腾网官方客服,联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。

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