[发明专利]多种类电池储能系统的优化配置方法

说明书

本发明公开了一种多种类电池储能系统的优化配置方法，以不同种类的电池组构成电池储能系统，并以该电池储能系统为研究对象，综合考虑不同种类电池组的容量衰退特性对电池储能系统的影响，构建多种类电池储能系统的优化配置数学模型，并通过求解该模型，获得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，为多种类电池储能系统的优化设计和操作提供了可行的方法。

技术领域

本发明涉及可再生能源发电的储能领域，具体涉及一种多种类电池储能系统的优化配置方法。

背景技术

为了克服风力发电和光伏发电等可再生能源发电的间歇性和随机性，并解决可再生能源发电侧与电力用户负载侧在时间上的协调性问题，在供电系统中需要设置电池储能系统以提高供电系统的稳定性和可靠性。考虑到投资费用、运行维护费用和使用寿命等因素，目前多采用投资费用较低的单一种类电池构建储能系统。

目前，电池储能系统多采用铅酸电池、锂离子电池、钠硫电池和液流电池等类型电池。电池类型不同，其投资费用、运维费用和使用寿命差异很大；另外，电池本身的循环寿命、日历寿命、充放电效率、自放电率等性能也各不相同。对于电池储能系统，可采用单一种类电池配置储能系统，实现电池储能系统的多场景应用。然而，从电池储能系统经济性角度考虑，采用单一种类电池构建储能系统并非最优方案。在储能系统设计中，需要考虑不同种类电池对不同应用场景、不同使用工况的适应性。采用多种类电池构建的储能系统，可以根据应用场景和储能目的，灵活地组合不同种类电池，由多种类电池构建电池储能系统，在技术性能和经济性上可相互取长补短，以达到电池储能系统在投资费用和运行维护费用最小化的目标。

另一方面，不同种类电池的容量衰退特性存在显著差异。储能电池的容量衰退特性不仅影响电池储能系统的供电性能，还决定了储能供电系统的投资费用和操作费用以及储能系统的使用寿命。在构建电池储能系统时，需根据储能电池的种类进行分组，并将电池储能系统划分为不同模块，分别进行电力储能和供电出力操作。在特定的应用场景下，即确定的风力发电和光伏发电等供电特性和用户负荷特性条件下，通过对电池储能系统的电池配置进行优化设计，合理配置储能电池模块的电池类型和容量，在不同的储能电池模块间合理分配电力储能负荷和供电出力负荷，也可使电池储能系统投资费用和操作费用最小化，并延长电池储能系统的使用寿命。

电池储能系统容量的合理配置是可再生能源发电系统经济可靠运行的重要保障。目前，针对电池储能系统的容量设计方法，主要包括图示法、数学规划法和工程经验设计方法等，但现有方法一般未考虑电池储能系统的多种类电池配置和电池容量衰退特性对电池储能系统经济性和使用寿命的影响。

发明内容

本发明主要目的在于，提供一种多种类电池储能系统的优化配置方法，以解决现有电池储能系统在设计上未考虑多种类电池的模块化配置方案和电池容量衰退特性对电池储能系统经济性和使用寿命的影响的问题。本发明是通过如下技术方案实现的：

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，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。