恭喜暨南大学庄师强获国家专利权
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龙图腾网恭喜暨南大学申请的专利基于废旧电池的海上风电储能系统建模仿真管理方法及系统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:CN114928096B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-25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:202210373850.0,技术领域涉及:H02J3/38;该发明授权基于废旧电池的海上风电储能系统建模仿真管理方法及系统是由庄师强;高源;吴悠然;李政民;马一航;吕锦涛设计研发完成,并于2022-04-11向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于废旧电池的海上风电储能系统建模仿真管理方法及系统在说明书摘要公布了:本发明涉及一种基于废旧电池的海上风电储能系统建模仿真管理方法及系统,该方法包括:S1.建立蓄电池储能系统的数学模型,S2.估算蓄电池储能系统中废旧动力电池的寿命,S3.计算蓄电池储能系统的功率,S4.基于自适应反演滑模的蓄电池储能系统的能量管理,以对蓄电池储能系统的荷电状态进行监测和控制,以及蓄电池储能系统的能量波动和负载变化进行控制;实现了废旧电池利用与海上风电储能系统的有机结合,并对海上风电废旧电池储能系统的监测管理,实践性、可行性、可推广性高,解决了现有废旧动力电池管理困难,难以直接应用于海上风电储能系统的问题,缓解了海上风电空白储能与能源日益短缺的问题。
本发明授权基于废旧电池的海上风电储能系统建模仿真管理方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种基于废旧电池的海上风电储能系统建模仿真管理方法,其特征在于,包括:S1.建立蓄电池储能系统的数学模型:基于Shepherd模型来描述海上风力发电系统中的蓄电池元件模型,并结合该蓄电池元件模型合理地反映蓄电池储能系统的电流和电压变化;同时引入龙格库塔算法和将风力发电系统作为建模仿真的其中一个输入信号,以蓄电池储能系统的风力发电机仿真模型为基础,用可变步长的方式对该蓄电池元件模型进行运算和求解,使蓄电池储能系统的数学模型能够体现出电池的非线性、时变性等特点,方便对储能系统进行分析和控制;S2.建立蓄电池储能系统等效损耗电路模型:针对电池储能单元群功率分配的问题,研究电池储能单元充放电功率与电池充放电效率、PCS的关系,建立蓄电池储能系统等效损耗电路模型,并通过执行电池储能系统整体效率最大化的电池储能单元群功率分配策略,优化参与二次调频响应的电池储能单元数量与功率,使功率损耗降低和运行效率提高;S3.估算蓄电池储能系统中废旧动力电池的寿命:建立风光储电站的优化配置数学模型,通过采用等效循环寿命法对废旧动力的寿命损耗进行推算,或者引入脉冲负载条件下的基于雨流计数方法,计算废旧动力电池的放电深度,预测废旧动力电池的寿命;S4.基于自适应反演滑模的能量管理策略:设计两级能量管理控制策略,一级为通过扩展卡尔曼粒子滤波对蓄电池储能系统的荷电状态进行精确监测和控制,另一级为应用自适应反演滑模控制跟踪参考信号,实现对蓄电池储能系统的能量波动及负载变化的精确控制;步骤S2具体为:建立电池储能单元群参与电力系统二次调频功率分配最大效率模型,以电池储能系统效率最大化即功率损耗最小为目标,建立目标函数如下式所示; 式中:N为参与调频的电池储能单元数量;αi为第i个电池储能单元的开关因子,αi=0表示第i个电池储能单元不工作,αi=1表示第i个电池储能单元工作; 和分别为第i个电池储能单元的放电功率损耗和充电功率损耗;求解方式为: 式中: ZMINLP对应最小功率损耗; g·表示等式约束,为功率平衡约束;优化变量x为第i个电池储能单元的充放电功率,取值为实数,其上下限分别为xi,max和xi,min;优化变量y为第i个电池储能单元的开关因子,取值为整数。
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