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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力系统可靠性领域,具体为一种计及储能电池系统容量衰减失效和热失控失效的电力系统可靠性评估方法。
技术介绍
1、储能电池响应速度快、调节能力强,现已被广泛应用于含风力、光伏等可再生能源的电力系统。然而,随着储能电池逐渐步入规模化发展阶段,电力系统对储能电池的安全性和可靠性提出了更高要求。目前,储能电池已经开始从商业化初期阶段进入规模化发展的阶段,逐步具备更大规模的商业化应用条件。至2021年底,中国储能电池市场累积装机容量规模为5117.1mw,位居全球第一。截至2022年底,中国已投运新型储能项目装机容量规模达8700mw,其中,储能电池占比为97.8%。到2025年,预计新型储能装机容量规模将达到50gw以上,其中,储能电池将达到12gw。国家发改委、国家能源局在《关于加快推动新型储能发展的指导意见》中指出:到2025年,新型电池储能技术的创新能力需显著提高,在含大规模储能电池的电力系统运行可靠性评估方面,应加强现行电力系统可靠性评估方法与储能电池失效评估方法的统筹衔接。
2、在储能电池安全方面,储能电池失效评估通过衡量储能可靠输出功率以实现储能电池性能评估,是衡量含储能电池电力系统运行可靠性的关键。储能电池失效评估方法主要分为热失控失效预警和性能衰减失效评估。一方面,储能电池热失控失效初期阶段现象不明显,而末期会在短时间内引发燃烧爆炸,导致储能电池系统直接丧失出力能力,对储能电池及电力系统的安全可靠运行造成显著挑战。另一方面,储能电池性能随时间呈现明显的衰减趋势,直接影响储能电池系统出力上限。
...【技术保护点】
1.一种计及储能电池系统容量衰减失效和热失控失效的电力系统可靠性评估方法,其特征在于:包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的计及储能电池系统容量衰减失效和热失控失效的电力系统可靠性评估方法,其特征在于:步骤1)中建立储能电池系统可用输出功率模型;具体如下:首先,采用数据驱动储能电池热失控失效预警方法判别结果进行统计,得到实验数据集中潜在热失控失效率δ,假设电池单体潜在热失控失效率为δ,若当前热失控概率大于δ,电池单体热失控失效系数RTr取0,若当前热失控概率小于δ,RTr取1;然后,采用考虑多维性能衰减失效的储能电池系统运行可靠性评估方法,对当前储能电池运行可靠性进行评估,可靠性评估结果记为RS,则储能电池系统的综合可靠性用R'S表示,如式(6)所示:
3.根据权利要求1所述的计及储能电池系统容量衰减失效和热失控失效的电力系统可靠性评估方法,其特征在于:所述步骤2)中建立的计及储能电池系统失效的电力系统负荷削减优化模型包括:1)目标函数:以负荷削减、弃风量、弃光量的加权之和最小为目标建立优化模型,通过储能电池系统与风电/光伏电站的协调,在满足运行约束的情
4.根据权利要求3所述的计及储能电池系统容量衰减失效和热失控失效的电力系统可靠性评估方法,其特征在于:目标函数的表达式如式(5)所示:
5.根据权利要求4所述的计及储能电池系统容量衰减失效和热失控失效的电力系统可靠性评估方法,其特征在于:
6.根据权利要求1所述的计及储能电池系统容量衰减失效和热失控失效的电力系统可靠性评估方法,其特征在于:所述步骤3)中提出的计及储能电池系统失效的电力系统运行可靠性评估方法,包括非时序蒙特卡洛模拟法的运用与计及储能电池系统失效的电力系统运行可靠性评估流程两个部分;其中非时序蒙特卡洛模拟法的运用,为一个系统状态是所有元件状态的组合,且每一个元件状态可由元件在该状态中出现概率来决定;其中计及储能电池系统失效的电力系统运行可靠性评估流程是基于建立的储能电池系统功率输出模型,提出计及储能电池系统失效的电力系统负荷削减优化模型,进而实现对电力系统的可靠性评估。
7.根据权利要求6所述的计及储能电池系统容量衰减失效和热失控失效的电力系统可靠性评估方法,其特征在于:非时序蒙特卡洛模拟法的运用具体步骤如下:
8.根据权利要求7所述的计及储能电池系统容量衰减失效和热失控失效的电力系统可靠性评估方法,其特征在于:计及储能电池系统失效的电力系统运行可靠性评估流程,具体步骤如下:
...【技术特征摘要】
1.一种计及储能电池系统容量衰减失效和热失控失效的电力系统可靠性评估方法,其特征在于:包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的计及储能电池系统容量衰减失效和热失控失效的电力系统可靠性评估方法,其特征在于:步骤1)中建立储能电池系统可用输出功率模型;具体如下:首先,采用数据驱动储能电池热失控失效预警方法判别结果进行统计,得到实验数据集中潜在热失控失效率δ,假设电池单体潜在热失控失效率为δ,若当前热失控概率大于δ,电池单体热失控失效系数rtr取0,若当前热失控概率小于δ,rtr取1;然后,采用考虑多维性能衰减失效的储能电池系统运行可靠性评估方法,对当前储能电池运行可靠性进行评估,可靠性评估结果记为rs,则储能电池系统的综合可靠性用r's表示,如式(6)所示:
3.根据权利要求1所述的计及储能电池系统容量衰减失效和热失控失效的电力系统可靠性评估方法,其特征在于:所述步骤2)中建立的计及储能电池系统失效的电力系统负荷削减优化模型包括:1)目标函数:以负荷削减、弃风量、弃光量的加权之和最小为目标建立优化模型,通过储能电池系统与风电/光伏电站的协调,在满足运行约束的情况下,尽可能减少系统弃风、弃光和负荷削减的情况;2)约束条件:a)功率平衡约束,b)支路功率约束,c)爬坡约束,d)负荷削减约束,e)风电场、光伏电站的弃风量、弃光量约束,f)储能运...
【专利技术属性】
技术研发人员:钱浩,王博石,郭强,余娟,黄佳斌,高茂胜,
申请(专利权)人:杭州电力设备制造有限公司,
类型:发明
国别省市:
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