一种利用储能电池的海上风电输送方法技术

本发明专利技术公开了一种利用储能电池的海上风电输送方法,具体步骤如下：步骤S1：根据预测风速计算海上风电机组输出功率Pw(t)；步骤S2：根据储能电池的荷电状态，用风电对储能电池充电；步骤S3：根据轮船运输成本，利用船舶将电池输送到换电站，采用上述一种利用储能电池的海上风电输送方法，利用海上风电直接给储能电池充电，并用轮船运输电池到换电站，有效地解决了海上风电运输至陆地困难的问题，避免了跨海域传输维护成本高、建设困难等难题。建设困难等难题。建设困难等难题。

【技术实现步骤摘要】
一种利用储能电池的海上风电输送方法


[0001]本专利技术涉及海上风电工程
，尤其是涉及一种利用储能电池的海上风电输送方法。

技术介绍

[0002]为降低碳排放量，大力发展清洁能源是加快实现该目标的重要途径之一。我国具有丰富的海上风能资源，并且海上风电具有投资成本低，风能资源稳定、年发电利用小时数高以及节省占用土地面积等优势，使得海上风电迅速发展。截至2020年底，中国的海上风电装机容量为9.96GW，新增容量超过 3GW，占全球新增容量的50.45％，我国已经成为海上风电累计装机容量第二大国。
[0003]虽然海上风电优势突出，但是电能输送至陆地的成本、维护等问题仍然是发展的重点和难点。海底电缆的建设困难，维护成本高，输送线路长，急需一种新的经济高效的方法解决风电输送问题。相比于海底电缆，利用储能电池将风能输送大陆，可减少电能输送的运行维护费用。同时，储能电池可接入电网提高电能质量，并且为城市中的电动汽车提供能源，有效促进清洁能源发展。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种利用储能电池的海上风电输送方法，解决了现有技术中存在的海上风电输送难度高的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种利用储能电池的海上风电输送方法, 具体步骤如下：
[0006]步骤S1：根据预测风速计算海上风电机组输出功率Pw(t)；
[0007]步骤S2：根据储能电池的荷电状态，用风电对储能电池充电；
[0008]步骤S3：根据轮船运输成本，利用船舶将电池输送到换电站。
[0009]进一步的，步骤S1具体如下：
[0010]步骤S11：计算预测风速，计算公式如下：
[0011]v(t)＝v
c
(t)+μ
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0012]其中：v
c
(t)为海上实际风速，单位为m/s，
[0013]μ为风速预测误差，单位为m/s；
[0014]步骤S12：计算海上风电机组的风电输出功率Pw(t)，计算公式如下：
[0015][0016]其中：v
i
为海上风电机组的切入风速，单位为m/s；
[0017]v
n
为海上风电机组的额定风速，单位为m/s；
[0018]v
o
为海上风电机组的切出风速，单位为m/s；
[0019]P
n
为海上风电机组的额定功率，单位为kW；
[0020]P w(t)为海上风电机组的风电输出功率，单位为kW。
[0021]进一步的，步骤S2具体如下：
[0022]步骤S21：计算电池荷电状态SOC(t)，计算公式如下：
[0023][0024]其中：ε为电池自放电率；
[0025]η
ch
为电池充电效率；
[0026]Δt为1个采样时段，单位为h；
[0027]SOC(t)为t时刻的电池荷电状态；
[0028]C
b
为储能电池容量，单位为A
·
h；
[0029]步骤S22：通过判断SOC(t)的荷电状态判断电池充能状态，当SOC(t)不为1 时，则持续充电；当SOC(t)为1时，则此电池已为满状态，将为下个电池充电；
[0030]步骤S23：计算一天充满电池个数N
s
，计算公式如下：
[0031][0032]式中：Δt
i
为时间尺度，单位为h；
[0033]floor()为向下取整函数。
[0034]进一步的，步骤S3具体如下：
[0035]步骤S31：计算轮船单次运输最大电池数：
[0036][0037]其中：N
c
为单次运输电池个数，单位为个；
[0038]V
s
为单次运输最大体积，单位为m3；
[0039]V为单个电池体积，单位为m3；
[0040]W
s
为单次运输最大重量，单位为kg；
[0041]W为单个电池重量，单位为kg；
[0042]步骤S32：计算一天内产出电池所需轮船运输次数：
[0043][0044]其中：ceil()为向上取整函数；
[0045]n
c
为运输次数，单位为个；
[0046]步骤S33：根据燃料消耗成本和人工成本计算船舶运输成本，
[0047]M＝(M
p
+M
c
)n
c
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)
[0048]其中：M为轮船运输成本，单位为元；
[0049]M
p
为单次人工成本，单位为元；
[0050]M
c
为单次燃料成本，单位为元。
[0051]因此，本专利技术采用上述一种利用储能电池的海上风电输送方法，利用海上风电直接给储能电池充电，并用轮船运输电池到换电站，有效地解决了海上风电运输至陆地困难的问题，避免了跨海域传输维护成本高、建设困难等难题。电池储能可以接入电网提升电能质量，同时可以为城市中电动汽车提供能源。
[0052]下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0053]图1为本专利技术一种利用储能电池的海上风电输送方法流程图；
[0054]图2为本专利技术原理结构示意图。
具体实施方式
[0055]实施例
[0056]一种利用储能电池的海上风电输送方法,具体步骤如下：
[0057]步骤S1：根据预测风速计算海上风电机组输出功率Pw(t)。
[0058]步骤S11：计算预测风速，计算公式如下：
[0059]v(t)＝v
c
(t)+μ
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0060]其中：v
c
(t)为海上实际风速，单位为m/s，
[0061]μ为风速预测误差，单位为m/s。
[0062]步骤S12：计算海上风电机组的风电输出功率Pw(t)，计算公式如下：
[0063][0064]其中：v
i
为海上风电机组的切入风速，单位为m/s；
[0065]v
n
为海上风电机组的额定风速，单位为m/s；
[0066]v
o
为海上风电机组的切出风速，单位为m/s；
[0067]P
n
为海上风电机组的额定功率，单位为kW；
[0068]P w(t)为海上风电机组的风电输出功率，单位为kW。
[0069]步骤S2：根据储能电池的荷电状态，用风电对储能电池充电。
[0070]步骤S21：计算电池荷电状态SOC本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用储能电池的海上风电输送方法,其特征在于，具体步骤如下：步骤S1：根据预测风速计算海上风电机组输出功率Pw(t)；步骤S2：根据储能电池的荷电状态，用风电对储能电池充电；步骤S3：根据轮船运输成本，利用船舶将电池输送到换电站。2.根据权利要求1所述的一种利用储能电池的海上风电输送方法，其特征在于，步骤S1具体如下：步骤S11：计算预测风速，计算公式如下：v(t)＝v
c
(t)+μ
ꢀꢀꢀꢀ
(1)其中：v
c
(t)为海上实际风速，单位为m/s，μ为风速预测误差，单位为m/s；步骤S12：计算海上风电机组的风电输出功率Pw(t)，计算公式如下：其中：v
i
为海上风电机组的切入风速，单位为m/s；v
n
为海上风电机组的额定风速，单位为m/s；v
o
为海上风电机组的切出风速，单位为m/s；P
n
为海上风电机组的额定功率，单位为kW；P
w
(t)为海上风电机组的风电输出功率，单位为kW。3.根据权利要求1所述的一种利用储能电池的海上风电输送方法，其特征在于，步骤S2具体如下：步骤S21：计算电池荷电状态SOC(t)，计算公式如下：其中：ε为电池自放电率；η
ch
为电池充电效率；
△
t为1个采样时段，单位为h；SOC(t)为t时刻的电池荷电状态；C

【专利技术属性】
技术研发人员：葛维春，楚帅，朱佳宁，刘闯，李国庆，蔡国伟，张诗钽，董辉，许韦华，葛俊雄，王若为，崔岱，
申请(专利权)人：东北电力大学，
类型：发明
国别省市：