四川大学彭乔获国家专利权
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龙图腾网获悉四川大学申请的专利计及储能电池老化的电网惯量稳定域评估方法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:CN119543108B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-31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:202411583687.6,技术领域涉及:H02J3/00;该发明授权计及储能电池老化的电网惯量稳定域评估方法是由彭乔;刘一恒;李保宏;印月;刘天琪设计研发完成,并于2024-11-07向国家知识产权局提交的专利申请。
本计及储能电池老化的电网惯量稳定域评估方法在说明书摘要公布了:本发明涉及电力系统频率稳定策略技术领域,公开了计及储能电池老化的电网惯量稳定域评估方法。首先建立电网长周期惯量支撑场景下的电池峰值功率衰减模型,然后结合电池峰值功率的阶段性衰减特性和变化趋势提出ISR上限动态计算方法,同时利用负荷预测数据优化求解频率稳定约束条件下的ISR下限,构成完整的ISR轮廓,其可用于评估电网当前惯量水平,量化评估电网的惯量安全程度,确保电网能够维持频率变化率和频率偏差保持在稳定范围,当惯量不足时及时提醒电网控制中心采取措施,保障电网频率安全。本发明构建的ISR充分考虑了电池老化对于惯量评估的影响,使得电网能够及时预警和调整惯量策略。
本发明授权计及储能电池老化的电网惯量稳定域评估方法在权利要求书中公布了:1.一种计及储能电池老化的电网惯量稳定域评估方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤1:建立电网长周期惯量支撑场景下的电池峰值功率衰减模型; 步骤2:计算计及电池长周期老化的电网惯量稳定域; 采用计算惯量来描述电网中各种设备具有的惯量大小,结合电池峰值功率的阶段性衰减特性和变化趋势,计算电网ISR上边界值;利用负荷预测数据优化求解频率稳定约束条件下的电网ISR下边界值,构成完整的电网ISR轮廓; 步骤2具体为: 步骤2.1:电网频率响应特性的时域表达式为: 4 式中:为调差系数;为系统阻尼系数;表示自然振荡频率;表示阻尼比;表示阻尼频率;为方便求解所设的代数式;为频率稳态偏差对应时刻;为电网功率扰动; 式4中各种系数的详细表达式为: 5 式中:表示发电机组的涡轮机系数;为同步发电机再热时间常数;为调速器的调差系数;为发电机组容量占电网容量的比例,为系统总惯性时间常数; 其中,系统总惯性时间常数表达式为: 6 式中:Hg为同步发电机总惯性时间常数;Hre为新能源总虚拟惯性时间常数;HBESS为储能电池总虚拟惯性时间常数; 步骤2.2:计算电网ISR上边界值: 惯量支撑中的储能电池功率衰减由日历老化和循环老化造成,其表达式分别为: 7 式中:PLd_cal为储能电池日历老化下的峰值功率衰减程度;PLd_cyc为储能电池循环老化下的峰值功率衰减程度;PLtotal为由于储能电池老化导致的总峰值功率衰减程度;MSOE为储能电池提供惯量支撑过程中SOE序列的平均值;d为电池的运行时间;cdi和nci分别为经过Matlab雨流计数程序分解后第i组循环的电池充放电深度以及循环次数;N为雨流计数法分解的总循环组数; 计算计及储能电池老化的电网ISR上边界变化,其表达式为: 8 式中:为电网计算惯量上边界值;为同步发电机额定容量;为新能 源机组的额定容量;为储能电池的额定容量; 步骤2.3:计算电网ISR下边界值: 以电网最低惯性时间常数为目标函数,频率稳定指标为约束条件构建电网ISR下边界优化模型为: 9 式中:Rmax为电网发生功率扰动后RoCoF最大值;Δfmax为电网发生功率扰动后的频率偏差允许最大值,也即频率稳定边界;Δfd为实际频率偏差; 获得电网最低惯性时间常数后,根据各发电机组实时出力可进一步计算出最低电网计算惯量数值为: 10 式中:为电网计算惯量下边界值;Hmin为优化求解出的电网最低惯性时间常数;PSG为常规发电机组实时出力;Pre为新能源机组实时出力;PBESS为储能电池实时出力; 步骤2.4:假设常规发电机组按照额定功率进行恒定输出,新能源机组按照计划出力曲线输出,储能电池依据惯量支撑模型出力,进而得到电网实时计算惯量为: 11。
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