多类型储能通用建模方法、装置、电子设备和存储介质制造方法及图纸

本公开提出一种多类型储能通用建模方法、装置、电子设备和存储介质，属于储能系统调度建模领域。其中，方法包括：建立描述多类型储能系统通用技术经济特性的调度模型及描述多类型储能系统差异化技术经济特性的调度模型，利用描述多类型储能系统差异化技术经济特性的调度模型对描述多类型储能系统通用技术经济特性的调度模型进行参数计算与修正，得到修正后的描述多类型储能系统通用技术经济特性的调度模型；对修正后的描述多类型储能系统通用技术经济特性的调度模型线性化，得到多类型储能通用模型。本公开建立的多类型储能通用模型可同时反映不同储能系统的普遍特征和特定特征，有效适应多类型辅助服务的储能系统调度建模与求解需求。模与求解需求。模与求解需求。

【技术实现步骤摘要】
多类型储能通用建模方法、装置、电子设备和存储介质


[0001]本公开属于储能系统调度建模领域，具体涉及一种多类型储能通用建模方法、装置、电子设备和存储介质。

技术介绍

[0002]为了响应“30
·
60”双碳目标的号召，我国的可再生能源在未来较长一段时间内将保持高速增长态势，我国也将在未来30年内逐渐步入高比例可再生能源时代。然而随着可再生能源渗透率的逐渐提升，其突出的间歇性、波动性等随机不确定性特征也为电力系统的安全、可靠运行提出了更高的要求。储能技术具备灵活的功率调节能力，能够实现电能生产与消费在时间尺度上的解耦，为应对可再生能源高比例渗透所引起的一系列问题提供了有效的解决方案。
[0003]储能技术类型多样，典型的储能技术主要包括以抽水蓄能、压缩空气储能等为代表的能量型储能以及以飞轮储能、超级电容器等为代表的功率型储能，而电池储能又有更多的种类细分，同时在长时间尺度能量存储和短时间尺度功率支撑方面具备较为优良的特性。此外，随着能源互联网技术的不断进步，基于多能流协调耦合的跨能流等效储电技术也获得了长足发展，为电力系统的储能设施提供了更多的选择。
[0004]在现阶段关于储能技术调控运行的研究中，一般将不同类型的储能资源作为各异的调控资源进行分别建模并加以调控。在此情况下，随着电力系统所包含储能资源的种类越来越丰富，储能系统的调控模型将演化地愈发复杂，不便于储能运营商或系统运营商对不同调控资源的统一协调调控。特别地，热力系统及燃气系统等跨能流等效电储能系统涉及复杂的能流转换过程，若采用分别精细化建模方法对其进行建模，则可能导致模型中出现具备高维非线性的复杂约束，为调度策略的求解带来困难。
[0005]实际上，不同类型的储能系统在调控特性方面既存在差异也具备一定程度的统一性，具备将不同储能建模为统一形式、为储能运营商提供标准化储能调控工具的可能性。基于统一化、标准化的储能调控模型，可有效降低储能运营商对储能精细化调控的管理与计算负担，利于储能运营商以更简洁、高效的方式实现各类型储能的协调互动，针对性地满足电力多类型辅助服务需求。然而，目前尚未见到对多类型储能系统进行统一建模的相关研究报道。

技术实现思路

[0006]本公开的目的是为克服现有储能建模方法对不同类型储能进行分别精细化建模，导致储能运营商或系统运营商调度模型较为复杂、难于求解的问题，提出一种多类型储能通用建模方法、装置、电子设备和存储介质。本公开能够为储能运营商提供统一化、标准化的储能调度模型，且所提供的调度模型能够同时反映不同储能系统的普遍特征与差异化技术经济特性，有利于储能运营商面向不同类型辅助服务应用需求，实现储能系统的精细、高效、协调调度。
[0007]本公开第一方面实施例提出一种多类型储能通用建模方法，包括：
[0008]建立描述多类型储能系统通用技术经济特性的调度模型；
[0009]建立描述多类型储能系统差异化技术经济特性的调度模型，利用所述描述多类型储能系统差异化技术经济特性的调度模型对所述描述多类型储能系统通用技术经济特性的调度模型进行参数计算与修正，得到修正后的描述多类型储能系统通用技术经济特性的调度模型；
[0010]对所述修正后的描述多类型储能系统通用技术经济特性的调度模型进行线性化，得到多类型储能通用模型。
[0011]在本公开的一个实施例中，所述描述多类型储能系统通用技术经济特性的调度模型包括运行成本约束和储能系统的运行外特性约束；
[0012]其中，所述储能系统的运行外特性约束包括：充放电功率限值约束、容量变化率约束、剩余储电容量限值约束以及充放电状态约束。
[0013]在本公开的一个实施例中，所述运行成本约束表达式如下：
[0014]C
EES,k
＝c
fuel,k
P
d,k,t
+C
de,k
[0015]式中，C
EES,k
是储能系统k的运行成本；c
fuel,k
为储能系统k的燃料耗量成本系数，P
d,k,t
为储能系统k在t时刻的放电功率，C
de,k
是储能系统k的寿命折损成本
[0016]在本公开的一个实施例中，所述充放电功率限值约束表达式如下：
[0017][0018]其中，P
c,k,t
和P
d,k,t
分别为储能系统k在t时刻的充电及放电功率；u
EES,c,k,t
和u
EES,d,k,t
分别为储能系统k在t时刻的充电状态0
‑
1变量及放电状态0
‑
1变量；和P
c,k
分别为储能系统k的充电功率上限及下限；和P
d,k
分别为储能系统k的放电功率上限及下限；
[0019]所述容量变化率约束表达式如下：
[0020][0021]其中，Q
EES,k,t
为储能系统k在t时刻的一次剩余储电容量，Q
′
EES,k,t
为储能系统k在t时刻的二次剩余储电容量；κ
c,k
为储能系统k的一次充电效率，κ
′
c,k
为储能系统k的二次充电效率；κ
d,k
为储能系统k的一次放电效率，κ
′
d,k
为储能系统k的二次放电效率；Δt为t时刻与t
‑
1时刻的时间间隔；
[0022]所述剩余储电容量限值约束表达式如下：
[0023][0024]其中，和Q
EES,k
分别为储能系统k的一次储能容量上限及下限；和Q
′
EES,k
分别为储能系统k的二次储能容量上限及下限；
[0025]所述充放电状态约束表达式如下：
[0026]u
EES,c,k,t
+u
EES,d,k,t
≤1。
[0027]在本公开的一个实施例中，所述描述多类型储能系统差异化技术经济特性的调度
模型包括：多类型储能系统宽工况运行特性子模型、多类型储能系统运行效率动态变化特性子模型和多类型储能系统寿命损耗特性子模型；
[0028]其中，所述多类型储能系统宽工况运行特性子模型包括设置各储能系统的充放电功率最小值；
[0029]所述多类型储能系统运行效率动态变化特性子模型包括设置各储能系统的效率函数；
[0030]所述多类型储能系统寿命损耗特性子模型包括设置各储能系统的寿命损耗成本函数。
[0031]在本公开的一个实施例中，所述对所述修正后的描述多类型储能系统通用技术经济特性的调度模型进行线性化，包括：
[0032]分别对所述多类型储能系统运行效率动态变化特性子模型和所述多类型储能系统寿命损耗特性子模型线性化；
[0033]其中，对所述多类型储能系统运行效率动态变化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多类型储能通用建模方法，其特征在于，包括：建立描述多类型储能系统通用技术经济特性的调度模型；建立描述多类型储能系统差异化技术经济特性的调度模型，利用所述描述多类型储能系统差异化技术经济特性的调度模型对所述描述多类型储能系统通用技术经济特性的调度模型进行参数计算与修正，得到修正后的描述多类型储能系统通用技术经济特性的调度模型；对所述修正后的描述多类型储能系统通用技术经济特性的调度模型进行线性化，得到多类型储能通用模型。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述描述多类型储能系统通用技术经济特性的调度模型包括运行成本约束和储能系统的运行外特性约束；其中，所述储能系统的运行外特性约束包括：充放电功率限值约束、容量变化率约束、剩余储电容量限值约束以及充放电状态约束。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述运行成本约束表达式如下：C
EES,k
＝c
fuel,k
P
d,k,t
+C
de,k
式中，C
EES,k
是储能系统k的运行成本；c
fuel,k
为储能系统k的燃料耗量成本系数，P
d,k,t
为储能系统k在t时刻的放电功率，C
de,k
是储能系统k的寿命折损成本4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述充放电功率限值约束表达式如下：其中，P
c,k,t
和P
d,k,t
分别为储能系统k在t时刻的充电及放电功率；u
EES,c,k,t
和u
EES,d,k,t
分别为储能系统k在t时刻的充电状态0
‑
1变量及放电状态0
‑
1变量；和P
c,k
分别为储能系统k的充电功率上限及下限；和P
d,k
分别为储能系统k的放电功率上限及下限；所述容量变化率约束表达式如下：其中，Q
EES,k,t
为储能系统k在t时刻的一次剩余储电容量，Q
′
EES,k,t
为储能系统k在t时刻的二次剩余储电容量；κ
c,k
为储能系统k的一次充电效率，κ
′
c,k
为储能系统k的二次充电效率；κ
d,k
为储能系统k的一次放电效率，κ
′
d,k
为储能系统k的二次放电效率；Δt为t时刻与t
‑
1时刻的时间间隔；所述剩余储电容量限值约束表达式如下：其中，和Q
EES,k
分别为储能系统k的一次储能容量上限及下限；和Q
′
EES,k
分别为储能系统k的二次储能容量上限及下限；所述充放电状态约束表达式如下：u
EES,c,k,t
+u
EES,d,k,t
≤1。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述描述多类型储能系统差异化技术经济
特性的调度模型包括：多类型储能系统宽工况运行特性子模型、多类型储能系统运行效率动态变化特性子模型和多类型储能系统寿命损耗特性子模型；其中，所述多类型储能系统宽工况运行特性子模型包括设置各储...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘斯伟，张世旭，王东淼，赵志强，刘建琴，宋新甫，薛静杰，戚庆茹，魏楠，安之，刘昱良，李姚旺，王鹏，杜尔顺，张宁，
申请(专利权)人：清华大学国网新疆电力有限公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：