(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111394593.0 (22)申请日 2021.11.23 (71)申请人 南昌大学 地址 330000 江西省南昌市红谷滩新区学 府大道999号 (72)发明人 朱自伟　罗志将　易锦桂　郭毅成　 陶婧　钟云鹤　 (74)专利代理 机构 北京众合诚成知识产权代理 有限公司 1 1246 代理人 王焕巧 (51)Int.Cl. H02J 3/38(2006.01) H02J 3/46(2006.01) H02J 3/28(2006.01) H02J 3/24(2006.01)G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) (54)发明名称 一种基于电化学储能参与含大规模海上风 电的调峰优化 运行方法 (57)摘要 本发明提出一种基于电化学储能参与含大 规模海上风电的调峰优化运行方法： 选定某沿海 地区已配建电化学储能的海上风电场， 考虑海上 风电和电化学储能联合参与调峰辅助服务， 以海 上风电和电化学储能联合运行收益最大、 海上风 电和电化学储能联合输出功率波动方差最小以 及火电机组总运行成本最小为优化目标， 建立海 上风力发电和电化学储能联合参与调峰辅助服 务的优化模 型。 采用分层和归一化方法对含多目 标的模型进行简化处理。 本发明对海 上风电和电 化学储能出力进行优化运行， 可有效减少海上风 电弃风量， 提高海上风电与电化学储能联合运行 的总收益， 并减少火电机组总运行成本 。 权利要求书4页 说明书9页 附图3页 CN 114123323 A 2022.03.01 CN 114123323 A 1.一种基于电化学储能参与含大规模海上风电的调峰优化运行方法， 其特征在于， 包 括如下步骤： 步骤1， 选定某沿海地区已配建电化学储能的海上风电场， 获取海上风电预测出力值和 电化学储能相关参数， 输入电化学储能参与含大规模海上风电的调峰优化运行的原始参 数； 步骤2， 建立海上风电和电化学储能联合运行收益最大化的目标函数， 包括在能量市场 获取的电量收益、 电化学储能代替部分火电机组参与调峰辅助服务带来减排污成本的间接 收益、 弃风 惩罚成本以及电化学储能损耗成本； 步骤3， 建立海上风电和电化学储能联合输出功率波动方差最小化的目标函数； 步骤4， 建立火电机组总运行成本最小化的目标函数， 包括火电机组燃煤成本、 火电机 组启用成本以及火电机组爬坡成本； 步骤5， 建立模型约束条件， 包括海上风电出力约束、 海上风电和电化学储能联合出力 约束、 电化学储能运行约束、 系统功 率平衡约束、 系统正负旋转备用约束以及火电机组运行 约束； 步骤6， 依据步骤2、 3、 4、 5构建的调峰优化运行模型， 以分层和归一化方法对该模型进 行简化处 理， 并采用改进的遗传算法对简化模型进行求 解； 步骤7， 输出不同场景和不同目标情况 下系统运行曲线。 2.根据权利要求1所述的基于电化学储能参与含大规模海上风电的调峰优化运行方 法,其特征在于， 步骤2所述的海上风电和电化学储能联合运行收益最大目标函数， 具体表 述为： max F1＝f11+f12‑f13‑f14 海上风电和电化学储能在能量市场获取的电量收益： 式中： n为总时段数； Pr,t为t时刻内的电量电价； Pw,t为海上风力发电在t时刻内的实际 出力值； Pdis,t、 Pch,t分别为电化学储能在t时刻内的放电和充电功率； 电化学储能代替部分火电机组参与调峰辅助服 务带来减排污成本的间接收益： 式中： λ(·)为各种大气污染气体的单位环境成本； mcf(·)为火电机组燃烧 一吨煤所产生 的各种大气污染气体释放 量； QN为火电机组燃烧一吨煤可发电 电量； 电化学储能损耗成本： 式中： cp、 ce分别为电化学储能的单位功率成本和单位容量成本； PN、 EN分别为电化学储 能的额定功率和额定容 量； a、 b为电化学储能损耗成本系数； 海上风力发电和电化学储能联合出力偏差所导 致的惩罚成本：权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114123323 A 2Pwc,t＝Pw,t+Pdis,t‑Pch,t 式中： α1、 α2分别为海上风力发电和电化学储能联合出力过剩和联合出力不足时的惩罚 系数， 且满足α1＞1， α2＞1， 两者具体数值根据实际问题需求进行设定； Pwp,t为海上风力发电 在t时刻内的预测出力值； Pwc,t为海上风力发电和电化学储能在t时刻内的联合出力值。 3.根据权利要求1所述的基于电化学储能参与含大规模海上风电的调峰优化运行方 法,其特征在于， 步骤3所述的海上风电和电化学储能联合输出功率波动方差最小目标函 数， 具体表述 为： 式中： 为海上风力发电和电化学储能联合系统的输出功率平均值。 4.根据权利要求1所述的基于电化学储能参与含大规模海上风电的调峰优化运行方 法,其特征在于， 步骤4所述的火电机组总运行成本最小目标函数， 具体表述 为： min F3＝f31+f32+f33 火电机组燃 煤成本： 式中： N为火电机组总台数； ai、 bi、 ci分别为第i台火电机组的耗量特性系数； Pi,t为第i 台火电机组在t时刻内的出力值； 火电机组启用成本： ui,t,ui,(t‑1)∈{0,1} 式中： Si,t为第i台火电机组在t时刻内的开机成本； ui,t为第i台火电机组在t时刻内的 启停状态， ui,t＝1表示开机， ui,t＝0表示停机； 火电机组爬坡成本： 式中： γ为火电机组爬坡成本因子 。 5.根据权利要求1所述的基于电化学储能参与含大规模海上风电的调峰优化运行方 法,其特征在于， 步骤5所述的模型约束条件， 具体表述 为：权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114123323 A 3