国网江苏省电力有限公司电力科学研究院;江苏省电力试验研究院有限公司;南京师范大学赵静波获国家专利权
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龙图腾网获悉国网江苏省电力有限公司电力科学研究院;江苏省电力试验研究院有限公司;南京师范大学申请的专利考虑储能容量不确定性的爬坡-调频协调优化方法及系统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:CN121395380B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-06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:202511964306.3,技术领域涉及:H02J3/11;该发明授权考虑储能容量不确定性的爬坡-调频协调优化方法及系统是由赵静波;安海云;赵天辉;包宇庆;张海龙;张国江;解兵设计研发完成,并于2025-12-24向国家知识产权局提交的专利申请。
本考虑储能容量不确定性的爬坡-调频协调优化方法及系统在说明书摘要公布了:本发明涉及电力系统自动化技术领域,尤其涉及一种考虑储能容量不确定性的爬坡‑调频协调优化方法及系统,方法包括:基于容量不确定性建立储能系统的机会约束模型,用以描述储能电量偏差下的可靠可行域;建立考虑爬坡‑调频功率统一约束的储能系统线性化模型,实现两类调节服务的功率耦合与共享约束描述;针对火电机组爬坡能力的非线性特性,采用分段线性化方法建立爬坡能力的分段线性化模型;建立火电‑储能联合爬坡‑调频协调优化模型,并采用二次规划方法对优化模型进行求解得到火电机组与储能的爬坡功率与调频备用容量。本发明中,能够动态反映储能系统容量的实际可用范围,避免储能容量不确定导致的电量越限风险,提升调度结果的可靠性。
本发明授权考虑储能容量不确定性的爬坡-调频协调优化方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种考虑储能容量不确定性的爬坡-调频协调优化方法,其特征在于,包括如下步骤: 基于容量不确定性建立储能系统的机会约束模型,用以描述储能电量偏差下的可靠可行域; 基于所述机会约束模型建立考虑爬坡-调频功率统一约束的储能系统线性化模型,实现爬坡-调频两类调节服务的功率耦合与共享约束描述; 针对火电机组爬坡能力的非线性特性,采用分段线性化方法建立爬坡能力的分段线性化模型; 基于所述储能系统线性化模型和爬坡能力的分段线性化模型,建立火电-储能联合爬坡-调频协调优化模型,并采用二次规划方法对优化模型进行求解得到火电机组与储能的爬坡功率与调频备用容量; 所述基于容量不确定性建立储能系统的机会约束模型,包括: ; 式中,和为储能允许的最大和最小电量,由储能的额定电量和SOC决定;为正态分布的概率分布函数,为满足容量约束的置信水平,其含义为第e个储能系统在t时刻电量不越限的概率不小于;为名义电量,是真实电量的量测值或估计值;为概率分布的概率; 所述建立考虑爬坡-调频功率统一约束的储能系统线性化模型,包括: ; ; 式中,和分别为储能参与爬坡和调频的调用功率,、分别为储能的上爬坡变量和下爬坡变量,、分别为储能输出功率和储能输出功率的上限; 所述采用分段线性化方法建立爬坡能力的分段线性化模型,包括: 火电机组的爬坡定义为其功率的变化率,用公式表示为: ; 式中,为火电机组功率,Δt为优化的时间间隔长度; 火电机组参与爬坡-调频的统一约束表示为: ; 式中,中和分别为火电机组i在t时刻参与爬坡和调频的调用功率,为火电机组i在t时刻的爬坡能力,为火电机组i的出力的上界; 爬坡能力采用二次函数拟合,表示为: ; 式中,为火电机组i在t时刻的功率,、、分别为二次函数的参数; 定义火电机组i的上爬坡变量,下爬坡变量,分别满足: ; 线性化为两个不等式约束的形式: ; 对爬坡能力函数进行分段线性化:假设将火电机组的出力范围等分为nk段,每段的最大、最小功率分别记作和,每段端点处的爬坡能力分别记作和,斜率记作,则利用火电机组参与爬坡-调频的统一约束得到和的表达式: ; 斜率计算为: ; 引入二进制变量表示火电机组i在t时刻是否处于第k段,实数变量表示段内偏移量,和自身还需满足下列约束: ; 式中,为火电机组i在t时刻的状态,1表示机组处于开启状态,0表示机组处于关闭状态; 火电机组功率与和之间的关系表示为: ; 利用和得到线性化的的表达式: ; 所述建立火电-储能联合爬坡-调频协调优化模型,包括以最小化系统总成本为目标,建立目标函数: ; 式中、、分别为电能量成本、爬坡成本和调频成本,分别表示为: ; ; ; 式中,为发电机的个数,为风电场的个数,为储能的个数,为优化时段的个数,,分别为火电机组i在t时刻的开启和关停动作,,分别为火电机组i的单次开启和关停成本,为弃风的惩罚价格,为弃风功率,、、和分别为火电机组和储能提供爬坡和调频的辅助服务的单价;电能量成本包括火电机组发电、启停、弃风成本;爬坡成本和调频成本分别反映火电机组和储能提供爬坡和调频的辅助服务费用。
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