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_2

文档序号:9419676阅读:来源:国知局
接点的功率传输极限。
[0016] 所述荷电状态约束为:

其中,萬資IPI为裡电池k在t时刻的剩余电量,WCf狂-1)为裡电池k在t-1时刻 的剩余电量,巧:藝:为裡电池的充电效率,町盖为裡电池的放电效率,为调度区间的开始 时刻,为调度区间的结束时刻,。代表裡电池起的放电深度,ASDCf代表调度期 间裡电池淹:;的剩余电量变化量。
[0017]构建所述调度模型目标函数包括下述步骤: (1) 在分析裡电池循环寿命的基础上,利用工作量折旧法建立裡电池依赖于放电深度 的单次充放电循环过程的可变折旧成本模型,作为裡电池经济调度的依据; (2) 分析裡电池典型的两段式充电过程与恒流放电过程下的充放电功率变化趋势,为 了达到安全实用的目的,提出依赖于荷电状态的变上限约束的充放电控制策略; (3) 建立同时考虑裡电池折旧成本及变上限约束的充放电控制策略时运行成本最低的 微电网经济优化调度模型,限定模型的约束条件,计算得出微电网优化调度方案。
[001引本发明的有益效果为: 本发明较为准确、直观地描述了裡电池的循环寿命与放电深度之间的关系,根据放电 深度的不同将单次循环的电池寿命损失折算为折旧成本,并在微电网优化调度建模中予W 考虑,从而实现了裡电池放电深度的优化管理。
[0019] 根据典型的充放电方法提出了更为安全实用的裡电池充放电管理策略,保证了电 池的实际运行条件优于典型运行环境,可W避免因使用不当导致裡电池加速老化,有利于 延长其使用寿命。
[0020] 本发明提出了考虑裡电池可变折旧成本的微电网优化调度模型,为基于裡电池放 电深度的合理调度提供了理论依据,有利于降低裡电池的老化速度,提高其生命周期内的 经济效益,降低微电网整体的运行成本,从而提高微电网中储能的安全、经济管理水平和微 电网整体经济效益。
【附图说明】
[0021] 图1是本发明的微电网优化调度方法的原理示意图; 图2是依赖于荷电状态的裡电池充电功率约束示意图; 图3是依赖于荷电状态的裡电池放电功率约束示意图; 图4是裡电池单次循环可变折旧成本的分段线性化等效示意图。
【具体实施方式】
[0022] 本发明公开了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,主 要体现了W下几方面创新:(〇分析了裡电池的折旧成本构成,提出与放电深度相关的裡 电池寿命模型,在此基础上建立了依赖于放电深度的裡电池的可变折旧成本模型,并用于 加强裡电池经济性管理;(2)提出了一种变上限约束的充放电策略来改善裡电池的运行条 件,该充放电策略可W防止裡电池的过度老化或折旧,有利于延长其使用寿命;(3)建立了 考虑裡电池可变折旧成本与一种实用的充放电策略的微电网经济优化调度模型,为微电网 中裡电池放电深度的优化管理与充放电过程的合理控制的提供了技术指导与理论依据。
[0023] 构建所述微电网经济优化调度模型具体包括W下步骤: 步骤1 :建立基于裡电池放电深度的可变折旧成本模型,包括W下步骤: 步骤1. 1 :裡电池储能折旧成本分析。裡电池存在日历寿命和循环寿命的限制,其折旧 可分为固定折旧与可变折旧两部分,其中固定折旧与电池的出厂后的累计时间有关,而可 变折旧则与电池的运行状态有关,并直接影响到电池的循环寿命,本发明根据裡电池的可 变折旧成本分解为每次充放电循环过程的折旧成本,并在微电网的运行调度过程中予W考 虑。
[0024] 步骤1. 2 :裡电池的循环寿命建模。裡电池的循环寿命与每次充放电循环的放电 深度密切相关,采用=参数疲劳寿命曲线描述裡电池循环寿命与放电深度之间关系,根据 的电池寿命测试数据,采用最小二乘法拟合方法,计算裡电池的循环寿命函数中的参数,得 到裡电池的循环寿命模型。
[00巧]步骤1. 3 :计算单次充放电循环过程裡电池的可变折旧成本。根据步骤1. 2中获得 的裡电电池寿命模型,采用工作量折旧法,计算裡电池单次充放电循环的寿命损失百分比, 运一数值与步骤1. 1中获得的裡电池可变折旧成本的乘积,即为单次充放电循环过程裡电 池的折旧成本。
[002引步骤2 :建立一种实用的裡电池的充放电控制策略,包括W下步骤: 步骤2. 1 :分析裡电池典型的两段式充电策略过程的功率变化趋势,该充电过程包括 恒流充电与恒压充电两个阶段。恒流充电阶段,充电功率随着荷电状态(StateOfcharge) 的升高而逐渐增大;恒压充电充电功率随着充电电流的减少而逐渐减小。整个充电过程,裡 电池的充电功率随着荷电状态(StateOfcharge)的升高呈现先增加后减小的变化趋势。
[0027] 步骤2. 2 :分析裡电池典型的恒流放电过程的功率变化趋势,恒流放电过程中,荷 电状态逐渐降低,放电电压降逐渐减小,因此裡电池的放电功率也随之逐渐变小。
[002引步骤2. 3 :与传统的采用恒定的充、放电功率限值的约束建模方法不同,本发明提 出了更为实用、可行的裡电池充放电策略,将步骤2. 1与步骤2. 2中介绍的典型充放电策略 下的充放电功率曲线作为裡电池运行过程中的允许功率限值,即裡电池的充放电功率限值 将随着其荷电状态的变化而变化。
[0029] 步骤3 :建立考虑裡电池可变折旧成本与变上限约束充放电控制策略的微电网经 济优化调度模型,包括W下步骤: 步骤3. 1 :步骤1. 3中建立的裡电池的单次循环的折旧成本是放电深度(DOD)的非线性 函数,本发明对其进行分段线性化等效,降低优化调度问题的求解难度,并将等效后的裡电 池折旧成本函数加入到微电网经济调度的目标函数中。
[0030] 步骤3. 2:根据步骤2. 3中提出的充放电功率限制策略,建立裡电池的运行约束条 件。
[0031] 步骤3. 3:建立W运行成本最小为目标的微电网优化调度模型,运行成本包括:可 控电源的运行成本、微电网与大电网之间的购、售电成本W及裡电池运行成本和折旧成本。 约束条件包括:电力平衡约束、各类机组的技术出力约束与启停约束、裡电池的充放电功率 约束、荷电状态约束等。
[0032] 步骤3. 4:求解步骤3. 3中建立的优化调度模型,获得微电网的优化调度方案,指 导微电网的发电调度。
[0033] 下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0034] 应用本发明所提的微电网运行优化调度模型时,需要首先从裡电池生产厂商获得 相关数据,包括: 裡电池标称循环寿命及典型放电深度对应的循环寿命; 裡电池循环寿命测试过程所采用的两阶段充电策略中的恒流充电倍率与恒压充电电 压值; 裡电池循环寿命测试过程所采用恒流放电倍率。
[0035] 第1步:针对裡电池的配置容量与循环寿命测试数据,建立裡电池的可变折旧成 本模式,包括: 1)计算裡电池的初始投资成本萬f,与裡电池的额定功率容量爹^和额定电量容量有 关,由公式(1)获得:
(1) 式中:分别为与裡电池额定功率容量和额定电量容量相关成本系数。
[0036] 2)根据裡电池循环寿命的测试数据,使用式(2)所示=参数疲劳寿命曲线拟
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