一种储能系统优化运行方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种储能系统优化运行方法，属储能系统运行技术领域。
【背景技术】
[0002] 储能电池由于长期使用必然发生老化或劣化，必须估计电池的健康状况 (State-of-Health，S0H)。通过SOH衡量电池的健康程度，其实际表现在电池内部某些参数 (如内阻、容量等）的变化上。目前SOH的评估方法有EIS分析、电压评估、电池内阻评估等 手段，但都存在各自的缺陷或方法的不成熟，用负载对电池进行完全放电测试仍是工业和 专业领域公认的唯一可靠方法。对电池放电测试需要求电池离线环境，同时WO.IC标准放 电率放电要求测试时间达10小时。此外，SOH的变化是一个较为缓慢的过程，上百次的充 放电循环可体现出SOH的下降。此外，储能电池的充放电深度不仅决定其充放电总次数，并 且影响工作过程中的内阻变化，从而直接决定电池的损耗水平，因此，设计合理的运行区间 有利于延长电池的使用寿命并提高其工作效率。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是，为了克服现有储能电池使用存在的缺陷，提供一种储能系统优 化运行方法。
[0004] 实现本发明目的的技术方案如下：
[0005] 本发明一种储能系统优化运行方法，包括中短期优化和超短时优化两个过程；所 述中短期优化，基于电池健康和电池累积损伤给出储能系统放电深度限制；所述超短时优 化，基于实时电池荷电状态SOC反馈对充放电功率进行控制。
[0006] 所述中短期优化时间尺度W1天及W上为周期；所述超短时优化时间尺度为1天 W下，小时级或分钟级。 W07] 所述电池累积损伤通过计算
得到，其中，Damage表示 电池累积损伤，m表示不同放电深度的个数，Ni表示第i个放电深度的循环数，DODi表示第i个放电深度，C值ODi)表示第i个放电深度下对应的电池失效循环数，通过
计算得到，a1，〇2,as, (14, 口5为拟合参数，且曰3 < 0，a 5< 0。
[000引所述储能系统放电深度限制，用DODum表示，通过曲线拟合计算DODUm= a+b.eS?Damage得到，曰，b为拟合参数。
[0009] 所述超短时优化首先确定电池SOC的上下限值，SOCm。、表示上限，SOCmi。表示下 限；SOCmi。通过计算SOCmi。=SOCmax-DODum?C視到，其中C茂示电池额定容量；当电池SOC < SOCmm时，限制电池放电，只运行充电；当电池SOC mm< SOC<SOC m。拥，电池按照充放电 额定功率进行工作；当SOC>SOCm。、时，限制电池充电，只允许放电。
[0010] 本发明的有益效果是，本发明方法简单，可对各个储能单元独立分析和评估，给出 优化约束和调度指令，并应用于多元储能微电网能量管理方案，提高了方法的可靠性和适 用性。
【具体实施方式】
[0011] 本发明【具体实施方式】包括W下计算步骤：
[0012] (1)优化运行方法包括中短期优化和超短时优化两个过程。中短期优化，基于电池 SOH和累积损伤给出储能系统放电深度限制，优化时间尺度W 1天及W上为周期；超短时优 化，基于实时电池荷电状态SOC反馈对充放电功率进行控制，优化时间尺度为1天W下，可 W为小时级或分钟级。
[OOU] 似计算电池累积损伤
?其中，Damage表示电池 累积损伤，m表示不同放电深度的个数，Ni表示第i个放电深度的循环数，DODi表 示第i个放电深度，C值ODi)表示第i个放电深度下对应的电池失效循环数，通过
计算得到，《1，a 2, a 3, a 4, a 5为拟合参数，且曰3 < 0' a 5< 0。
[0014] (3)中短期优化给出储能系统放电深度限制，用DODum表示，通过曲线拟合计算 DODum= a+b ? e Damage得到，日，b为拟合参数。 阳〇1引 （4)超短时优化
[0016] 确定电池SOC的上下限值：
[0017] SOCmax表示上限，可设 SOCmax= 0. 9; 阳0化]SOCmin表示下限，通过计算SOC min= SOC max-DODum ?Cr得至Ij,其中C康示电池额定 容量。
[0019] 当电池SOC<SOCmm时，限制电池放电，只运行充电；
[0020] 当电池S0Cmm< SOC < SOC m。拥，电池按照充放电额定功率进行工作； 阳02U 当SOC > SOCm。拥，限制电池充电，只允许放电。
【主权项】
1. 一种储能系统优化运行方法，其特征在于，所述方法包括中短期优化和超短时优化 两个过程；所述中短期优化，基于电池健康和电池累积损伤给出储能系统放电深度限制； 所述超短时优化，基于实时电池荷电状态SOC反馈对充放电功率进行控制； 所述中短期优化时间尺度以1天及以上为周期；所述超短时优化时间尺度为1天以下， 小时级或分钟级。2. 根据权利要求1所述一种储能系统优化运行方法，其特征在于，所述电池累积损伤其中，Damage表示电池累积损伤，m表示不同放电深 度的个数，N1表示第i个放电深度的循环数，DOD1表示第i个放电深度，C(DOD1)表示第i个 放电深度下对应的电池失效循环数，通过C(DQDi)=A+?2 +? _#_计算得到， α 1，α 2, α 3, α 4, α 5为拟合参数，且α3< 0，α 5< 0〇3. 根据权利要求1所述一种储能系统优运行化方法，其特征在于，所述储能系统放电 深度限制，用DODuni表示，通过曲线拟合计算DODUni=a+b·es?DamagE得到，a，b为拟合参数。4. 根据权利要求1所述一种储能系统优化运行方法，其特征在于，所述超短时优化首 先确定电池SOC的上下限值，SOCniax表示上限，S0C_表示下限；SOC_通过计算SOC_ = SOCniax-DODuni ·Cr得到，其中Cr表示电池额定容量；当电池SOC<SOCJ寸，限制电池放电， 只运行充电；当电池S0C_<SOC<SOCniJt，电池按照充放电额定功率进行工作；当SOC >SOCJt，限制电池充电，只允许放电。5. 根据权利要求4所述一种储能系统优化运行方法，其特征在于，所述SOC_= 0. 9。
【专利摘要】一种储能系统优化运行方法，包括中短期优化和超短时优化两个过程。所述中短期优化，基于电池健康和电池累积损伤给出储能系统放电深度限制；所述超短时优化，基于实时电池荷电状态SOC反馈对充放电功率进行控制；所述中短期优化时间尺度以1天及以上为周期；所述超短时优化时间尺度为1天以下，小时级或分钟级。本发明方法简单，可对各个储能单元独立分析和评估，给出优化约束和调度指令，并应用于多元储能微电网能量管理方案，提高了方法的可靠性和适用性。
【IPC分类】H02J7/00, H02J3/32
【公开号】CN105391080
【申请号】CN201510752139
【发明人】曾伟, 孙旻, 曹蓓
【申请人】国网江西省电力科学研究院, 国家电网公司
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年11月3日