[发明专利]一种基于异构储能系统的功率可预测性控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及新能源发电并网技术领域，尤其是涉及一种基于异构储能系统的功率可预测性控制方法。

背景技术

随着全球的能源枯竭和环境恶化等问题的日益严重，新能源因其可再生、无污染等突出优势越来越受到人们的重视。但新能源(如风能、太阳能等)与传统能源相比，受自然条件(如季节、地域等)的影响，具有发电不稳定、不可预测的特性，这为新能源并网带来了挑战。

目前，为了让新能源的使用过程中摆脱对自然条件的依赖，使新能源并网功率消除波动，提高新能源入网可测性的方法有通过硬件技术来调节并使得输出功率平滑，但调节能力有限，并使新能源的利用率下降。更多的方法则是通过大容量的储能系统来实现，能量存储系统不仅通过技术手段将有用的能量存储起来，以调整电力供求之间的不平衡。还可以向电网输送稳定的电能。但大容量的储能系统也意味着高的成本消耗。同时随着能源系统的规模越来越大，储能强度高的存储系统同时也面临着技术和成本的考验。目前的能源存储技术主要分为四大类：电化学储能、机械储能和热能储能。每种存储技术都有其存储特性和成本，可以满足不同的需求。它们之间的不同主要在于：容量、能量转换率、充/放电效率、使用寿命、初始投入成本和总体运营成本。目前在对新能源储能技术的研究与应用中主要采用单一的储能技术，如电化学储能中的铅酸电池、锂电池等。它们一次性投入成本不高，技术成熟，安全可靠，但能量转化率较低，并且系统运行维护所需成本较高，系统寿命也较低。在电磁储能中有电容、超级电容储能等。它们具有能量转换率高，系统寿命长等优点，但是一次性投入成本较高。而机械储能中则包含压缩空气储能、抽水储能等，储能效率高，规模大，但它们对地理或地质环境存在着特殊的要求，安全性能要求较高，并且一次性投入成本非常高。也有相关工作提出了结合多种存储介质构建储能系统，研究了在多储能介质下系统的最长生命周期。但对于系统的整体运营成本，缺乏全面的考虑。

在成本计算方面，目前的工作主要考虑了储能系统的初始投入成本，但是对长期成本并未进行考虑。而由于新能源发电站的设计寿命往往为10到20年，长期的储能系统投入在整个系统构建及使用过程中是至关重要的。

本发明正是为了解决以上主要问题而发明的基于异构存储系统的新能源可预测性控制框架。提出了系统运行成本模型，并提出了用基于人工神经网络的控制算法来保证新能源发电入网电量的可预测性，同时能够降低控制系统运行成本，提高系统运行寿命。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于异构储能系统的功率可预测性控制方法，保证新能源入网的可测性，提高新能源入网功率的稳定性，同时能够降低控制系统运行成本，提高系统运行寿命。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于异构储能系统的功率可预测性控制方法，该控制方法通过对异构储能系统建立成本模型，以成本最低为目标，采用遗传算法对神经网络的参数进行优化，并以优化后的神经网络控制异构储能系统运行时的充/放电。

所述的异构储能系统是指至少包括两种储能介质的储能系统。

所述的储能介质包括电化学储能、机械储能、电磁储能或热能储能。

所述的成本模型为：

Cost=Σi=1nμiJiCPi×CisNi]]>

s.t.n≥2

式中，i表示第i种储能介质，n为储能介质种类数，μ_i表示第i种储能介质每千瓦时的成本，J_i表示其储能量，CP表示其储能率，C_is表示在生命周期内该储能介质的最大充放电次数，N_i表示该储能介质的每天充放电次数。