【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及储能，尤其涉及一种模块化重力储能系统机组的容量配置与投切方法。
技术介绍
1、为抑制大量随机性与波动性的可再生能源接入对电网稳定性产生的不利影响，亟需发展低成本、大容量、长时储能技术。
2、近年来，各种储能技术蓬勃发展，其中最为成熟的储能技术是抽水蓄能技术，约占目前世界储能装机容量的90％。但抽水蓄能技术受地理条件制约严重，发展空间受限。
3、基于固体的重力储能(以下简称重力储能)技术是一种新型的大规模储能技术，与广为应用的抽水蓄能同属机械储能技术。不同于抽水蓄能，重力储能采用固态重物作为储能介质，通过机电设备将电能与重力势能相互转换实现储能。依据重物的形式，重力储能技术可划分为采用单个大型重物的重力储能技术与采用若干标准化模块的重力储能技术(模块化重力储能)。
4、重力储能电站采用模块化重物相比独立重物具有很大的优越性，包括输出功率灵活性，相关设备便于大规模批量生产与重物的选取具备更好的灵活性等。因此，模块化重力储能技术得到越来越多的关注。
5、目前模块化重力储能技术已有的研究多针对于新型技术路线的提出与技术可行性的初步验证。模块化重力储能的机组配置与投切策略的合理性，对运行时的功率稳定性、补偿的精确性与电站的经济性均有重要影响。已有的方法主要为等容量配置，存在所需机组数量较大、初始投资成本较高与运维工作量较大等不足。因此，需要对模块化重力储能电站的机组配置与投切策略进行改进，以大幅减少所需的机组数量与初始投资成本。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提出一种模块化重力储能系统机组的容量配置与投切方法，包括以下步骤：
2、获取目标功率p与最大允许功率跌落；
3、对比模块化重力储能电站的功率容量pges与目标功率p，判断当前机组数下的目标功率是否能够被表出；若否，则投切所有机组以减小功率缺额，直到机组数下的目标功率能够被表出，再根据最大允许功率跌落pmax对目标功率进行等容量分解；若是，则直接根据最大允许功率跌落pmax对目标功率进行等容量分解，得到基本单元；
4、根据目标功率的大小确定所需投入的等容量分解后所得的基本单元数量，针对各待投入的等容量分解后所得的基本单元，从该基本单元所需响应的目标功率中扣除二倍率容量配置下的机组容量来确定所需投入的机组数量与各机组的投切状态；
5、对投入的基本单元进行最大机组容量分解；
6、将被分解机组的投切状态赋给其分解后的机组，投切的机组由模块化重力储能电站控制投入以投切目标功率。
7、等容量分解所得的基本单元数nec由下式确定：
8、
9、式中，表示取整函数。
10、二倍率容量配置的具体包括如下步骤：
11、获取目标功率p与按照二倍率配置的机组数n；
12、计算电站容量并判定目标功率是否能够被表出；若否，则投切所有机组以减小功率缺额，结束；若是，则对目标功率进行二倍率分解，按照从大到小的顺序从目标功率中扣除二倍率配置下的机组容量来确定所需投入的机组数量与各机组的投切状态，再由模块化重力储能电站控制投入投切的机组以投切目标功率。
13、计算电站容量的具体公式如下：
14、ci＝2i-1
15、ei＝2i-1
16、式中，ci为机组容量，ei为电站容量，i为模块化重力储能电站的机组数量，最小机组容量为1单位。
17、最大机组容量分解具体包括：
18、判定当前待分解机组的容量c是否大于最大允许使用的机组容量cmuc；若否，则终止最大机组容量分解；若是，则对待分解的机组进行最大机组容量分解，按照从小到大的顺序选取二倍率配置下的机组容量ci，得到分解的机组数量nmuc，直到所选取的机组容量c不大于最大允许使用的机组容量cmuc为止。
19、机组数量nmuc为：
20、
21、式中，表示取整函数。
22、机组容量ci的具体计算公式如下：
23、ci＝2i-1
24、式中，i为模块化重力储能电站的机组数量，最小机组容量为1单位。
25、一种模块化重力储能系统机组的容量配置与投切装置，包括：
26、获取模块，用于获取目标功率p与最大允许功率跌落；
27、等容量分解模块，用于对比模块化重力储能电站的功率容量pges与目标功率p，判断当前机组数下的目标功率是否能够被表出；若否，则投切所有机组以减小功率缺额，直到机组数下的目标功率能够被表出，再根据最大允许功率跌落pmax对目标功率进行等容量分解；若是，则直接根据最大允许功率跌落pmax对目标功率进行等容量分解，得到基本单元；
28、确定模块，用于根据目标功率的大小确定所需投入的等容量分解后所得的基本单元数量，针对各待投入的等容量分解后所得的基本单元，从该基本单元所需响应的目标功率中扣除二倍率容量配置下的机组容量来确定所需投入的机组数量与各机组的投切状态；
29、最大机组容量分解模块，用于对投入的基本单元进行最大机组容量分解；
30、投切模块，用于将被分解机组的投切状态赋给其分解后的机组，投切的机组由模块化重力储能电站控制投入以投切目标功率。
31、一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现模块化重力储能系统机组的容量配置与投切方法中的各个步骤。
32、一种存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现模块化重力储能系统机组的容量配置与投切方法中的各个步骤。
33、本专利技术的有益效果在于：
34、1、本专利技术等容量配置下的各机组容量相同，便于控制且输出的功率稳定性好。
35、2、在电站容量较大的情况下，二倍率配置能极大减少了所需的机组数量。
36、3、本专利技术混合容量配置的顶层采用等容量配置保证了功率的稳定性，其余层采用二倍率容量配置尽可能地减少了机组数量；同时也在一定程度上解决了大规模可再生能源的消纳问题。
37、4、对于相同的电站容量，混合容量配置策略在保证功率稳定性与功率颗粒度的前提下，通过容量分配网络的灵活性极大地减少了所需机组的数量并且避免了对超大型机组的需求。
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1.一种模块化重力储能系统机组的容量配置与投切方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述模块化重力储能系统机组的容量配置与投切方法，其特征在于，所述等容量分解所得的基本单元数NEC由下式确定：
3.根据权利要求1所述模块化重力储能系统机组的容量配置与投切方法，其特征在于，所述二倍率容量配置的具体包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述模块化重力储能系统机组的容量配置与投切方法，其特征在于，计算电站容量的具体公式如下：
5.根据权利要求1所述模块化重力储能系统机组的容量配置与投切方法，其特征在于，所述最大机组容量分解具体包括：
6.根据权利要求5所述模块化重力储能系统机组的容量配置与投切方法，其特征在于，所述机组数量NMUC为：
7.根据权利要求5所述模块化重力储能系统机组的容量配置与投切方法，其特征在于，所述机组容量ci的具体计算公式如下：
8.一种模块化重力储能系统机组的容量配置与投切装置，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理
10.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1～7任意一项所述模块化重力储能系统机组的容量配置与投切方法中的各个步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种模块化重力储能系统机组的容量配置与投切方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述模块化重力储能系统机组的容量配置与投切方法，其特征在于，所述等容量分解所得的基本单元数nec由下式确定：
3.根据权利要求1所述模块化重力储能系统机组的容量配置与投切方法，其特征在于，所述二倍率容量配置的具体包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述模块化重力储能系统机组的容量配置与投切方法，其特征在于，计算电站容量的具体公式如下：
5.根据权利要求1所述模块化重力储能系统机组的容量配置与投切方法，其特征在于，所述最大机组容量分解具体包括：
6.根据权利要求5所述模块化重力储能系统机组的容量配置与投切方...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈艳波，童文煊，陆振纲，任大伟，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：
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