[发明专利]用于能量存储系统的最佳控制的系统和方法

说明书

提供了用于一个或多个能量存储系统的最佳控制的系统和方法。基于从一个或多个数据源接收到的实况数据、历史数据和/或预测数据，可以通过各种预测技术来计算与一个或多个能量存储系统的操作相关的一个或多个参数的一个或多个预测以及相关联的预测不确定性。使用一种或多种优化技术，可以基于预测来创建用于一个或多个能量存储系统的操作的最佳调度时间表。最佳调度时间表可以用于确定一个或多个能量存储系统参数，该一个或多个能量存储系统参数用于控制能量存储系统的操作。

本申请是申请日为2018年11月19日，申请号为201880076507.1，发明名称为“用于能量存储系统的最佳控制的系统和方法”的申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年11月27日提交的美国临时专利申请No.62/591,023和于2018年11月16日提交的美国专利申请No.16/193,332的优先权，这些申请的全部内容通过引用整体并入本文。

背景技术

通常认为，在电网上安装和使用能量存储系统(“ESS”)可以为电网参与者和/或利益相关者带来物质利益(运营、财务、环境等)，并且这样做可以为拥有或控制能量存储资产的实体带来物质经济回报。能量存储技术可以通过一系列潜在的能量存储应用(“ES应用”)来产生这些类型的好处，诸如(i)提供某些已建立了能源或容量市场机制的辅助服务(例如，频率调节、旋转储备、黑启动容量)；(ii)负荷转移或削峰；(iii)推迟或避免其它必要的输电或配电升级；(iv)缓解输电或配电瓶颈或其它限制；(v)间歇性可再生能源发电的整合，无论是通过平滑、斜坡服务、提供成形电力还是其它方式；(vi)混合发电资产以提高燃料效率或减少碳排放量；(vii)在孤岛操作期间提供备用电力或不间断电力系统(“UPS”)；(viii)为节省成本或套利目的而进行的能源采购和销售的时间转移；(ix)提供(或承诺提供的可用性)各种运营储备金；(x)提供可能否则由天然气峰值厂或其它发电来源提供的电力、能源或服务等。前述内容旨在作为ES应用的代表性清单，而不是详尽的清单。在许多情况下，安装在特定位置的单个ESS可以提供多个ES应用(有时称为应用的堆叠)。如本文所使用的，对单个ES应用的引用可以包括多个ES应用的组合或堆叠。

特定安装和使用ESS所产生的收益和/或相关经济回报的存在和程度，可能取决于广泛的因素。这些因素包括ESS的成本(通常以$/kW和/或$/kWh来计算)、ESS的功率与能源之比、ESS的尺寸(以kW或kWh为单位)、ESS的往返效率、ESS的循环寿命和/或使用寿命、资助ESS购置的方式、ESS的场地和安装成本、ESS的持续运营和维护成本。其它因素也可能与ESS安装的位置以及使用该安装的(一个或多个)ES应用相关。这些因素可能包括能源价格和其它市场状况、引起需要ES应用的特定电网状况、ES应用提供的产品或服务可用的定价/补偿/关税或其它激励措施、可用功率预测的可靠性，以及服务于包括ESS的地理区域(或与ESS电连接的集合)的发电资产混合。

当前存在许多可以用于控制ESS的精密模型。但是，这些模型的局限性在于它们仅反映了可能现实的抽象表示，并假设了完美的远见。在实践中，典型ESS在现场的运行状况通常是动态的，并且不同于这些抽象模型及其假设，并且基于这些模型的预测只能在有限的确定性和准确性范围内进行。因此，需要在建模方面以更高的确定性和准确性来提供技术解决方案的系统和方法。特别是在ESS操作控制领域，需要能够实现至少以下技术目标中的一个或多个或任何可能组合的技术解决方案：(1)在对影响ESS的配置和操作的ESS参数(诸如电量)的持续未来预测中最佳地执行；(2)量化预测的不确定性并提供适当的补救策略；以及(3)自适应地排程和调度ESS，以跟踪动态和演进的ESS参数，诸如电参数。

发明内容