[发明专利]一种含电池储能与风力发电的电力系统调度方法

权利要求书

1.一种含电池储能与风力发电的电力系统调度方法，其特征在于，包括：

1)预先建立混合风电-单电池系统模型，其中，所述风电-单电池系统模型包括电池储能系统的功率容量、能量容量、充电状态、电池寿命以及风电系统的调度出力策略；

2)预先建立混合风电-双电池组系统模型，其中，所述风电-双电池组系统模型包括电池储能系统的功率容量、能量容量和电池寿命；

3)预先建立风电池系统的短期操作模型，其中，所述短期操作模型包括考虑风电预测误差下的调度出力以及电池操作；

4)当风电出力的平均值作为调度出力并使用两个电池组避免浅的充放电循环时，所述风电-双电池组系统模型达到优化电池功率和能量容量并延长其使用寿命的目标。

2.根据权利要求1所述的一种含电池储能与风力发电的电力系统调度方法，其特征在于，步骤2)中，所述的混合风电-双电池组系统模型中，考虑具有全额转换器的变速风力涡轮机，且电池储能系统BESS通过DC/DC变流器连接到DC链路时，电池每一瞬间的交换功率P_b为

P_b＝P_w-P_d

其中，P_b表示瞬时电池功率；P_w表示瞬时风电出力；P_d表示调度出力；

若给定周期T的风电出力P_w，将时间段T分为1小时调度时间的N个子间隔，对于每个子间隔，计算最大电池功率P_max(i)，则在局部最大电池功率中取最大值视为所需的电池功率P_b(r)为

其中，i表示给定周期内第i个子间隔；

将时间段T中的最大值视为所需的电池能量容量E_b(r)为

其中E_b(t)表示t时刻的瞬时电池能量；P_b(τ)表示瞬时电池功率；

若在t₀时刻开始充/放电，则电池中的剩余能量水平SOC为

SOC水平应在安全范围内进行管理，SOC_L≤SOC≤SOC_H，最大水平SOC_H限制为额定能量，即充满电，SOC＝1，最小水平SOC_L限制为不损坏电池下的最大允许放电量；

根据额定功率和额定能量将每个周期的时间定义为T_c，则电池寿命T_t为

T_t＝N_r*T_c

其中，N_r表示完整的充放电循环次数；

除风力波动外，调度出力也会影响电池容量；调度出力必须提前几个小时申报给电力市场，通常将其定义为下一个调度间隔T_d的计划出力；有两种通用方法根据风电出力确定调度出力；其一为平均值策略：将估算的风电出力的平均值视为每个调度间隔内的调度出力；根据电池功率的指示，电池模式会快速从一种转换为另一种模式，因此电池会经历许多浅充放电循环；其二为最小值-最大值策略：为电池定义完整的充放电循环，避免了浅充放电；因此，根据电池充电或放电模式，将风电出力的最小值或最大值分别视为调度出力。