[发明专利]一种基于多主体投资的双储能系统分层优化配置方法

说明书

基于多主体投资的双储能系统分层优化配置方法，将两个容量相等、功率相等的储能A、B组合：1)两组储能采用“交替工作”方式，分别承担充电和放电工作，且同一时段内只有一组储能工作；当一组储能处于充电或放电状态时，另一组储能处于浮充待放电状态或浮充待充电状态；将浮充待充电状态和浮充待放电状态分别归结为充、放电状态；2)两组储能采用“同步切换”方式，当达到切换条件时，两组储能在运行时段交界处同步切换；3)重复过程2)，直至仿真结束。采用“交替工作、同步切换”方式的双储能运行策略以减小储能频繁切换带来的寿命损耗。然后，提出储能分层优化经济性模型，以实现投资主体利益均衡及最大化和保持储能较强的充放电能力。

技术领域

本发明涉及双储能系统优化领域，特别涉及基于多主体投资的双储能系统分层优化配置方法。

背景技术

近年来，储能在电力系统的发电环节得到了广泛应用，风电场中的储能主要起调峰调频、平抑风功率波动、消纳弃风、补偿风电预测误差等作用。储能的灵活调节能力可有效平衡风电出力的随机性、间歇性和反调峰特性，从而促进风电消纳。在风储系统的相关研究中，储能的优化配置以及如何降低储能成本等问题是当下研究的热点。

针对储能的优化配置问题，徐国栋,程浩忠,方斯顿,等.用于提高风电场运行效益的电池储能配置优化模型[J].电力系统自动化,2016,40(5):62-70.；程鑫,许亮,周姝灿,等.基于新能源出力保证率轨迹灵敏度分析的储能配置方法[J].电力系统自动化,2020,44(13):25-31.桑丙玉,王德顺,杨波,等.平滑新能源输出波动的储能优化配置方法[J].中国电机工程学报,2014,34(22):3700-3706.

分析了传统单投资主体下储能优化配置方法，其中，部分考虑网架结构提出一种以风储联合运行效益最大为目标的配置方法；也有的基于模型预测控制提出在不同平抑策略下的发电侧储能配置方案；或者考虑储能充放电的损耗，利用频谱分析和低通滤波来求解风储最优配置结果。但上述文献中单一投资主体将承担巨大的储能配置成本，不利于其经济性。

为提高投资主体的经济收益，有现有技术对储能运行策略进行优化，其中，有采用了考虑循环寿命的双储能运行策略，结果表明所提策略可提升储能经济性，但该策略只是在配置单一储能后，人为增加一个规模相等的储能，并没有对两组储能进行统一优化；也有利用分级控制实现了对双退役电池组充放功能的动态切换，从而提升经济性，但退役电池再利用的安全性有待进一步考证。或者对项目投资模式做了研究，表明多主体投资电力项目可将成本有效地分散到各个投资方，提升项目经济性。其中，由现有技术基于演化博弈提出一种配电网与微电网运营商联合投资的微电网规划方法；有的提出了一种基于改进非支配排序遗传算法的综合能源多主体投资利益均衡优化调度方法；也有的提出一种基于成本效益分析和非支配排序遗传算法求解的多主体投资虚拟电厂容量配置模型。但目前关于多主体投资的研究主要集中于对微电网、综合能源系统、虚拟电厂的规划问题上，较少有文献研究储能规划问题。

针对以上问题，本申请首先采用“交替工作、同步切换”方式的双储能运行策略以减小储能频繁切换带来的寿命损耗。然后，提出储能分层优化经济性模型，以实现投资主体利益均衡及最大化和保持储能较强的充放电能力。进一步地，采用单、多目标黏菌算法和模糊隶属度函数对分层模型进行求解得到双储能的最佳配置结果。最后，利用实际数据对本发明方案进行验证，并对钠硫电池(sodium sulful battery，NAS)、全钒液流电池(vanadium redox battery，VRB)、多硫化物/溴液流电池(polysulfide bromine battery，PSB)、铅酸电池(value-regulated lead-acid battery，VRLA)、磷酸铁锂电池(lithiumiron phosphatebattery，LFP)的运行效果进行对比分析。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供基于多主体投资的双储能系统分层优化配置方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案为：