考虑锂电池可变折旧成本与实用充放电策略的微电网优化调度方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及电力系统中储能的运行管理领域，尤其设及微电网中裡电池的实用充 放电策略与放电深度的优化调度方法。
【背景技术】
[0002] 在当前能源危机与环境问题的背景下，微电网的发展具有着良好的前景。它是风 电、光伏等分布式发电充分利用的有效组织形式。分布式电源的间歇性与随机性对微电网 的稳定运行与功率平衡控制带来了较大的挑战。因此，微电网中一般需配有储能系统，用于 平衡瞬时功率波动，维持微电网稳定运行，并发挥削峰填谷作用。
[0003] 能量管理系统是微电网运行的重要保障，用于协调各类分布式电源、储能及用电 负荷。微电网能量管理与传统电网能量管理的主要区别之一在于储能的运行管理。当前， 微电网中储能的调度方法有：启发式调度方法、基于数学优化建模的调度方法W及模糊控 制等，然而运些方法对储能运行成本的研究还不完善。放电深度是影响储能寿命运行折旧 的重要因素，因此，研究基于储能放电深度的折旧成本建模具有重要的意义。
[0004] 当前，在大规模固定式储能的应用中，裡电池储能的成本低于其他储能类型。裡电 池储能凭借着能量密度高、无记忆效应、技术相对成熟等优势，在微电网示范工程中得到了 较为广泛地应用。但与此相对的是微电网中的裡电池运行管理系统的研究还很不完善。
【发明内容】
[0005] 本发明就是为了解决W上问题而提出的，本发明的目的在于提供一种考虑裡电池 可变折旧成本及充放电策略的微电网调度方法，利用本发明可W有效防止裡电池的过度老 化或折旧，有利于延长其使用寿命，提高裡电池储能的经济效益，降低微电网整体的运行成 本。
[0006] 本发明的技术方案是： 一种考虑裡电池可变折旧成本及充放电策略的微电网调度方法，依据裡电池循环寿命 与放电深度之间的关系，建立依赖于放电深度的裡电池可变折旧成本模型，并将所述可变 折旧成本模型纳入使微电网运行成本最小的调度模型目标函数中，W实现对裡电池的经济 管理，所述目标函数为：
其中，/为微电网系统的运行成本，％为调度的时段数；《?为微电网中可控电源的个 数；^为裡电池的个数;泣为单步的时间步长；的为第i个可控电源在t时刻的燃 ， 料成本；的为第i个可控电源在t时刻的维护成本；絮II);为第i个可控电源在t时 刻的启停成本；为t时刻微电网向大电网的购电成本；/^每_)为t时刻微电网向大 电网售电的售电收益；;^心为裡电池k单位时间的运行成本；边Uf为裡电池k单次充放电 循环过程的可变折旧成本。可控电源i和裡电池k均W组为单位计算相应成本，每组中相 应设备的数量可能是单数也可能是多数，但名称上并未体现"组"字样。
[0007] 裡电池单次充放电循环过程的可变折旧成本为：
， 其中，护。为裡电池可变折旧成本占初始投资成本的百分比；
诗§为裡电池初始投资成本，户^为裡电池的额定功率容量，为裡电池的额定电量容 量，&为裡电池额定功率容量相关成本系数，CV为裡电池额定电量容量相关成本系数；
,逛鐵为裡电池单次充放电循环过程的寿命损失，巧说3^为裡电池 的放电深度，为曲线拟合所得参数。
[0008] 对裡电池的单次充放电循环过程的可变折旧成本萃的非线性函数进行分段线 性化等效，分段等效后所述单次充放电循环过程的可变折旧成本为：
其中，近为分段等效后单次充放电循环过程的可变折旧成本；W为线性分段数；a榮，;;邦'分别为第3个分段斜率和纵轴截距；ixof代表第r个分段上放电深度的连续 变量；f^表示裡电池放电深度是否位于第净个分段上的〇、1状态变量，0表示放电深度不 在第3个分段上，1表示放电深度位于第r个分段上。
[0009] 裡电池单位时间的运行成本为：
* 其中，/;認为裡电池单位时间的运行成本，为裡电池的最大功率，為fu为裡电池的 单位时间转移的电量，%、马^为相应的成本系数。
[0010] 所述燃料成本为：
其中，为可控电源在t时刻的燃料成本，树为可控电源在t时刻的输出功率， J分别为可控电源可控成本函数的常数项、一次项和二次项系数。
[0011] 所述维护成本为：
其中，的为可控电源在t时刻的维护成本，姑为可控电源维护成本函数系数； 所述启停成本为：
其中，乂f的为可控电源在t时刻的启停成本，馬3巧为可控电源在t时刻的开机状态 变量，O表示t时刻没有进行开机操作，1表示t时刻进行了开机操作,?!为可控电源的开 机费用； 所述购电成本为：
， 其中，：發裤?^为微电网向大电网购电的购电价格，为t时刻微电网向大电网购电 的购电功率； 所述售电收益为：
其中，養轉为微电网向大电网售电的售电价格，的为t时刻微电网向大电网售电 的售电功率。
[0012] 对于前述任意一种所述的方法，所述目标函数的求解约束条件包括电力平衡约 束、各类机组的技术输出功率约束与启停约束、裡电池充放电功率约束、裡电池荷电状态约 束； 所述裡电池充放电功率约束是将裡电池典型充放电策略下的充放电功率曲线线性化 等效后作为裡电池运行过程中的允许功率限值，所述裡电池典型充放电策略包括由先恒流 充电、再恒压充电组成的两段式充电过程和恒流放电过程。
[0013] 所述裡电池充放电功率约束包括充电约束和放电约束： 所述充电约束为：
， ， 其中，萬g#为裡电池在t时刻的充电功率，iSP?劝裡电池在t时刻的剩余电量， 闲为裡电池在t时刻的放电功率，巧哉为恒流充电阶段开始时刻充电功率，f還 为恒流充电阶段结束时刻充电功率，为恒压充电阶段结束时刻充电功率，WC爲、 WC置志分别为裡电池允许最小、最大荷电状态，可d为裡电池从恒流充电到恒压充电转 变时刻的荷电状态，巧恒流放电阶段开始时刻放电功率，为恒流放电阶段结 束时刻放电功率； 裡电池k的充放电状态变量满足：
， 其中，^設为裡电池把在t时刻的充电状态变量，取O时，表示非充电状态，取1时， 表示充电状态；S蟲，k的为裡电池扛在t时刻的放电状态变量，取O时，表示非放电状态， 取1时，表不放电状态D
[0014] 所述电力平衡约束为：
其中，if时为第i个可控电源在t时刻的输出功率，:强的为裡电池张在t时刻的放 电功率，蜡闲为裡电池击在t时刻的充电功率，巧为光伏电源在t时刻的计划调度 输出功率，为风电电源在t时刻的计划调度输出功率，追^胃为微电网在t时刻的负 荷功率。
[0015] 所述各类机组的技术输出功率约束与启停约束为：
其中，靖为第i个可控电源t时刻的开机状态变量，取0时，表示停机状态，取1时， 表示开机状态；茸(t-C为第i个可控电源t-1时刻的开机状态变量，取0时，表示停机状 态，取1时，表示开机状态；Igh为第i个可控电源的技术出力最小值；墙^为第i个可控电 源的技术出力最大值，:货为光伏电源在t时刻的预测输出功率，巧，誤的为风电电源在 t时刻的预测输出功率，i記f为微电网公共连