[发明专利]最小化设备平准化成本的多功能储能系统容量分配方法

说明书

本发明公开了一种最小化设备平准化成本的多功能储能系统容量分配方法，包括：根据储能系统循环充放电深度，计算多功能组合下储能系统的实际运行寿命；建立储能系统全寿命周期平准化成本模型，计算储能系统整个寿命周期内投资、运行、维护、回收过程产生的成本；根据全寿命周期平准化成本模型，结合储能系统典型功能划分理论，计算多功能组合下储能系统全寿命周期平准化成本最小的容量分配方案。本发明基于储能系统运行时的循环充放电深度，获得储能系统实际的运行寿命；考虑储能系统寿命衰减建立全寿命周期平准化成本模型，实现储能系统成本的精细化度量，优化得到平准化成本最低的容量分配方案。

技术领域

本发明涉及储能系统容量分配领域，特别是一种最小化设备平准化成本的多功能储能系统容量分配方法。

背景技术

全球环境污染的加重以及化石能源的不断枯竭致使以传统化石能源为核心的能源发展方式举步维艰，未来以风电、光伏等可再生能源为代表的清洁能源将成为能源发展的主流趋势。但风电、光伏等可再生能源的出力具有间歇性和随机性，接入电网后会加剧系统的电压、频率波动，影响系统的安全稳定运行，这些不利影响极大地限制了清洁能源的有效利用。配置灵活、响应迅速的储能电站能够打破电能传输在时间和空间上的约束，与风电、光伏等可再生能源联合应用，是解决可再生能源接入电网的有效措施之一，其规模化应用将对能源转型、电网格局、电源结构产生重大影响。储能成本是影响储能技术发展的重要因素之一，合理并准确地对储能系统进行成本评估是电力系统正确配置储能电站的关键；另一方面，为了最大化部署效益，储能系统往往会提供多种功能与服务，比如能量套利、削峰填谷、一次响应等，称之为多功能组合下储能系统，简称多功能储能系统。

在考虑多功能储能系统接入电网的规划与运行问题时，有以下几个技术难点：1)如何计算考虑多功能组合下储能系统的实际运行寿命；2)如何计算考虑多功能组合下储能系统全寿命周期平准化成本；3)如何对储能系统参与多个功能、服务的容量进行划分，可以最小化其平准化成本，获得最优的容量分配方案。但现有技术均无法有效解决这些问题。

发明内容

鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种最小化设备平准化成本的多功能储能系统容量分配方法，其基于储能系统运行中的充放电深度，可获得参与多功能储能系统实际的运行寿命；同时，考虑储能系统寿命衰减建立全寿命周期平准化成本模型，实现参与多功能储能系统成本的精细化度量；对参与多功能储能系统的容量进行最优分配使储能系统在整个寿命周期内的平准化成本最小。

本发明通过如下的技术方案实现：最小化设备平准化成本的多功能储能系统容量分配方法，其包括步骤：

S1：根据储能系统循环充放电深度，计算多功能组合下储能系统的实际运行寿命；

S2：建立储能系统全寿命周期平准化成本模型，计算储能系统整个寿命周期内投资、运行、维护、回收过程产生的成本；

S3：根据全寿命周期平准化成本模型，结合储能系统典型功能划分理论，计算多功能组合下储能系统全寿命周期平准化成本最小的容量分配方案。

进一步地，所述步骤S1，在已知储能系统循环充放电深度时，储能系统的实际运行寿命具体为：

循环寿命是指在一定的充放电策略(如充放电深度、放电电流、放电环境温度、放电截止电压等)下，储能容量衰减到最低允许工作容量之前的工作年限，多功能组合下储能系统的循环寿命计算公式为：

式中，N_cyc为储能系统的循环寿命，n_s为功能数，α_i为第i个功能分配储能系统容量的系数，DoD_i,t为储能系统在第i个功能下t时刻的循环充放电深度，Cyc_life(DoD)为储能系统循环充放电次数关于放电深度的函数；