(19)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 202211328677.9 (22)申请日 2022.10.27 (71)申请人 国电南京自动化股份有限公司 地址 210009 江苏省南京市 鼓楼区新模范 马路38号 (72)发明人 孟杰　朱海东　陈孝煜　钱国明　 丁泉　黄超　潘芬　王锦程　 倪毅莉　 (74)专利代理 机构 南京灿烂知识产权代理有限 公司 323 56 专利代理师 赵丽 (51)Int.Cl. H02J 3/38(2006.01) H02J 3/46(2006.01) H02J 3/32(2006.01)H02J 3/30(2006.01) H02J 7/00(2006.01) H02J 7/35(2006.01) (54)发明名称 一种基于调频服务的新型光-储电站容量规 划方法 (57)摘要 本发明公开一种基于调频服务的新型光 ‑储 电站容量规划方法， 包括构建飞轮储能、 锂电储 能的寿命损耗模 型及光伏备用容量模 型、 根据实 时采集的并网点频率和电流电压， 计算越界频率 和功率， 并结合电网调度的AGC指令， 建立一、 二 次调频机制、 构建在空闲时段利用光伏备用容量 给混合储能充电模型以及基于混合储能寿命模 型及光伏备用容量模型， 以调频收益最优为优化 目标函数， 建立光 ‑储电站参与电网调频容量规 划模型， 本发 明通过光伏备用容量联合混合储能 参与电网调频， 不仅提供了灵活的调频模式， 且 调频可靠性更高。 同时， 合理的容量规划避免单 一系统参与调频时不经济的问题。 权利要求书3页 说明书7页 附图1页 CN 115498698 A 2022.12.20 CN 115498698 A 1.一种基于调频服 务的新型光 ‑储电站容 量规划方法， 其特 征在于， 包括： S1、 构建飞轮储能、 锂电储能的寿命损耗模型及光伏备用容 量模型； S2、 根据实时采集的并网点频率和电流电压， 计算越 界频率和功率， 并结合电网调度的 AGC指令， 建立 一、 二次调频机制； S3、 构建在空 闲时段利用光伏备用容 量给混合储能充电模型； S4、 基于混合储能寿命模型及光伏备用容量模型， 以调频收益最优为优化目标函数， 建 立光‑储电站参与电网调频容 量规划模型。 2.根据权利要求1所述的一种基于调频服务的新型光 ‑储电站容量规划方法， 其特征在 于， 所述飞轮储能的寿命损耗模型构建计算如下： 其中， Nfw为飞轮储能在仿真时间T内的等效充放电循环次数， Nlife_fw为使用寿命内的总 充放电循环次数， DLfw为飞轮储能的寿命损耗系数； 所述飞轮储能的损耗成本为： 其中， Cfw、 Qfw分别是飞轮储能的单位投资成本和容量， Qbat为储能总容量， Tf1为优化变 量。 3.根据权利要求1所述的一种基于调频服务的新型光 ‑储电站容量规划方法， 其特征在 于， 所述锂电储能的寿命损耗模型构建计算如下： 其中， D1、 D2为计算的中间变量， τlife为日历寿命估算值； Tref、 T分别为电池的绝对温度 参考值和绝对工作温度； KT是和温度相关的系数， KCO、 Kex、 KSOC为经验常数； 锂电储能相应的损耗成本为：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115498698 A 2其中， Cli是飞轮储能的单位投资成本， Qli为规划的容 量。 4.根据权利要求1所述的一种基于调频服务的新型光 ‑储电站容量规划方法， 其特征在 于， 所述光伏备用容 量模型构建计算如下： 其中， Emax_tE为t时刻光伏最大发电量， PVres为光伏备用容量， PVt+和PVt‑分别为电站频 率升高或降低时处 理的功率 值， QPV为光伏装机总容 量， Tf3为优化变量。 5.根据权利要求1所述的一种基于调频服务的新型光 ‑储电站容量规划方法， 其特征在 于， 所述步骤S2中， 根据实时采集的并网点频率和电流电压， 计算越界频率和功率， 并结合 电网调度的AGC指令， 建立一、 二次调频机制的具体步骤如下： 一次调频系统采集并网点频 率、 电流、 电压， 并实时计算越界频率及有功功率， AGC系统接收电网调度指令， 独立下发二 次调频指 令， 一次调频系统和AGC系统通过点对点通信完成联闭锁信号交互， 保证同一时刻 只有一个链路对调频单元下发指 令， 配合实现一次和二次调频的有功功 率控制， 其中， 飞轮 储能、 锂电储能和光伏备用三 者的工作功率如下： 其中， Pfw、 Pli、 PPV分别代表飞轮、 锂电、 光伏备用工作功率， PARR为调频所需功率， Tf2为优 化变量。 6.根据权利要求1所述的一种基于调频服务的新型光 ‑储电站容量规划方法， 其特征在 于， 所述构建在空 闲时段利用光伏备用容 量给混合储能充电模型的计算如下： PVres≥Pfl+Pli， 且光伏备用给混合储能充电时， 优先选择飞轮储能充。 7.根据权利要求1所述的一种基于调频服务的新型光 ‑储电站容量规划方法， 其特征在 于， 所述步骤S4中， 基于 混合储能寿命模型及光伏备用容量模型， 以调频收益最优为优化目 标函数， 建立 光‑储电站参与电网调频容 量优化模型如下： max(Ctotal)＝max(Ctotal_1)+max(Ctotal_2)， 其中， Ctotal_1、 Ctotal_2分别为系统一次和二次调频收益模型， Ctotal_1计算公式如下： max(Ctotal_1)＝max(Cr+Apv‑Cpun‑Cli‑Cfw‑APV_Q)， 其中， 二次调频收益模型的计算公式与一次调频收益模型相同， 二次调频收益模型对 应的调频时间尺度为分钟级， 一次调频收益模型对应的调频时间尺度为秒级； 其中， Cpun为混合储能无法达到调频需求的惩罚成本， 可以是一个远大于调频收益的常 数； Cli、 Cfw分别为锂电和飞储能全寿命周期成本； Cr为由综合调频性能指标决定的补偿 收 益； APV是光伏容 量备用补偿收益， APV_Q是因预留光伏备用而损失的发电量收益； 光伏备用容 量补偿具体 计算公式如下：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115498698 A 3