[发明专利]多种类电池储能系统的优化配置方法

权利要求书

1.一种多种类电池储能系统的优化配置方法，所述电池储能系统应用于供电系统中，所述供电系统包括电池储能系统、可再生能源发电系统、外部电网和母线，所述电池储能系统包括若干不同种类的电池组，所述电池组与所述母线连接，所述母线与用户负载连接，所述电池储能系统中的各电池组能够通过所述母线为所述用户负载供电，所述母线还与所述可再生能源发电系统连接，所述可再生能源发电系统能够通过所述母线对各电池组充电，所述母线还与所述外部电网连接，所述外部电网能够通过所述母线为所述用户负载供电，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

提取所述可再生能源发电系统的发电数据、所述用户负载的用电负荷数据，以及所述外部电网的电价信息；

基于不同种类电池组的容量衰退特性，构建所述电池储能系统的优化配置数学模型；

求解所述电池储能系统的优化配置数学模型；

根据解出的优化配置数学模型确定所述电池储能系统中不同种类电池组的最优容量配置和最优操作方案。

2.如权利要求1所述的优化配置方法，其特征在于，所述发电数据和用电负荷数据为设定周期内所述可再生能源发电系统的发电数据和所述用户负载的用电负荷数据，所述外部电网的电价信息为所述设定周期内所述外部电网的电价随时间的变化数据。

3.如权利要求2所述的优化配置方法，其特征在于，基于不同种类电池组的容量衰退特性，构建所述电池储能系统的优化配置数学模型的方法包括：

确定优化目标；

确定约束条件；

计算所述电池储能系统中各电池组的容量衰退总量；

基于所述优化目标、约束条件和所述电池储能系统中各电池组的容量衰退总量构建所述电池储能系统的优化配置数学模型。

4.如权利要求3所述的优化配置方法，其特征在于，所述优化目标包括如下任一种：

可再生能源发电系统的弃电率最小化；

整个供电系统的年度化费用最小化；

所述电池储能系统使用寿命或使用年限最大化；

所述电池储能系统的容量配置最小化。

5.如权利要求3所述的优化配置方法，其特征在于，将所述设定周期划分为K段，设所述电池组的种类数为n，则满足以下约束条件：

1)对任一时间段k，其中，和分别表示在时间段k上所述可再生能源发电系统的发电功率和所述用户负载的用电功率，和分别表示第n种类电池组在时间段k上的充电功率和放电功率，和分别为所述供电系统在时间段k上的外购电量和废弃电量，t_k为时间段k的时间长度，N表示所有电池组种类的集合；

2)对任一种类电池组n，其中B_k,n为电池组n在时间段k之后的电量，和分别为电池组n的充电效率和放电效率；

3)任一种类电池组n在任意时间段k的荷电状态可表示为

其中SOC_k,n表示电池组n经过时间段k后的荷电状态；为电池组n经过时间段k后的电池剩余容量；

任一种类电池组n经过任意时间段k后的电池剩余容量可表示为

其中β为电池组n报废时的健康状态值；

α_k,n为电池组n经过k个时间段后的累积容量衰退量，表示电池组n的额定电池容量；

任一种类电池组n在任一时间段k的荷电状态上下限约束可表示为

其中表示电池组n的最大荷电状态，表示电池组n的最小荷电状态；

4)任一种类电池组n在任一时间段k上的充放电功率可表示为

其中为二元变量，用于判断电池组n在时间段k上是否为充电状态，当时，电池组n在时间段k上为充电状态，为二元变量，用于判断电池组n在时间段k上是否为放电状态，当时，电池组n在时间段k上为放电状态，Γ^max>Γ^min>0；

5)任一电池组在同一时段内不同时充电和放电，并且，在同一时段内，不同电池组的充放电状态相同；

6)任一种类电池组n的额定功率与其容量满足如下关系：

其中表示电池n的额定功率。