[发明专利]一种计及运行和惩罚成本的储能容量优化配置方法

说明书

本发明针对储能系统配置容量与电池寿命衰减程度、风电并网需求偏差的制约关系，提出了一种计及储能运行和惩罚成本的储能系统容量优化方法，其特点是，包括不同循环充放电对锂电池寿命影响即衰减系数计算、不同电池储能容量配置的运行成本计算、不同电池储能容量配置的惩罚成本计算等内容，该方法综合考虑系统运行成本和惩罚成本等因素，以储能系统成本最低为目标,为储能容量配置提出有效策略。具有方法科学合理，适用性强，效果佳，能够使储能系统实现最优容量配置，而总成本低等优点。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，是一种计及运行和惩罚成本的储能容量优化配置方法。

背景技术

近年来，风力发电以其无污染、一次能源可永久续用等优点得到了迅速的发展，截止到2015年底，全球风电累计装机容量已经达到369.553GW，但由于风电功率具有随机性、间歇性和不可准确预测性，大规模风电并网严重威胁电力系统的安全和稳定运行，限制了对风能这种绿色能源的有效利用。电池储能技术可实现风电功率的时空平移被认为是提高电网接纳风电能力的有效手段。但是由于当前技术因素的限制，电池造价一直很高，使得风电场用储能系统的成本居高不下，因此如何使储能系统配置容量达到最优，从而降低储能系统成本已成为当前的研究热点，国内外已有很多学者在该方面进行了积极的探索。

其中，以削峰填谷和平滑负荷为控制目标，研究了不同负荷特性优化与储能容量最优配置的关系；提出了匹配风电接纳可行域的储能系统控制方法以提高电网风电接纳，简单分析了储能系统的成本与收益；针对储能电池频繁充电的问题，提出了一种计算储能电池寿命衰减程度的方法。现有技术虽然从不同角度对储能系统容量配置进行优化，但是均未虑及储能系统的运行成本及未满足调度要求功率时的惩罚成本。迄今未见计及运行和惩罚成本的储能容量优化配置方法的文献报道和实际应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种科学合理，适用性强，效果佳，能够使储能系统实现最优容量配置，而总成本低的计及运行和惩罚成本的储能容量优化配置方法，

解决其技术问题所采用的技术方案是：一种计及运行和惩罚成本的储能容量优化配置方法，其特征是，它包括以下步骤：

1)不同充放电深度下锂电池寿命的衰减系数计算

锂电池充放电深度定义为锂电池在一定时间间隔内充放电电量与锂电池的实际容量的比值,以锂电池为研究对象，在实验条件下对锂电池进行了不同充放电深度的充放电实验，得出了不同充放电深度与最大充放电次数的关系，在此基础上，锂电池存储和释放电能总量的式(1)为：

E_b(x)＝N_B|ΔSOC＝xE_Nx (1)

其中，x为锂电池充放电深度大小；N_B|ΔSOC＝x为充放电深度为Δsoc＝x时锂电池最大充放电次数；E_N为锂电池的额定容量；

将锂电池存储和释放电能总量的最大值定义为锂电池存储和释放电能总量的标准电量E_b，即E_b为E_b(x)的最大值，则锂电池存储和释放电能总量的标准电量对应的充放电深度为标准充放电深度ΔSOCb，为了描述锂电池运行在不同充放电深度下对其寿命衰减程度的影响，引入了锂电池寿命衰减系数μ的概念，锂电池寿命衰减系数μ即为锂电池寿命周期内在不同充放电深度下所能存储和释放电能总量E_b(x)与锂电池寿命周期内电池存储和释放电能总量的标准电量E_b的比值，式(2)为：