[发明专利]一种基于可用容量的储能系统功率分配优化方法

说明书

本发明公开一种基于可用容量的储能系统功率分配优化方法；该方法主要解决由多个储能电池系统(简称为“子系统”)组成的储能系统在运行时功率分配最优问题；方法具体为以多个子系统荷电状态均衡为目标，建立电池储能系统充放电功率分配优化模型并求解，然后根据优化结果确定最优分配方案；本发明考虑了多个子系统在容量、充放电特性、荷电状态等不一致的情况下，通过功率调节达到多个子系统荷电状态均衡的目的；并且确保储能系统在准确响应功率控制指令的同时，系统功率状态最优。

技术领域

本发明属于新能源发电控制领域，涉及一种基于可用容量的储能系统功率分配优化方法。

背景技术

近年来储能系统在新能源发电、电力市场等领域应用越来越广泛，由由多个储能电池系统(简称为“子系统”)组成的储能系统在运行时，因各类电池性质不一致无法最大化利用储能能量，甚至影响电池使用寿命；因此，在储能系统投入使用时，对每个子系统功率进行管理显得至关重要。

本发明提供的一种基于可用容量的储能系统功率分配优化方法，考虑了多个子系统在容量、充放电特性、荷电状态等不一致的情况下，通过功率调节达到荷电状态均衡的目的，并且能够有效兼顾准确执行电力调度指令并确保功率状态最优。

发明内容

为了实现上述目的，本方法通过以下几步实现：

S1.获取储能系统参数及调度任务；

读取储能系统参数包括固定参数和可变参数，所述固定参数具体为：子系统储能变流器额定功率P_i,max(i＝1,2,3...,n为子系统编号)、子系统储能变流器充放电转换效率γ_i、子系统个数n、子系统电池额定容量C_i,I,rated、子系统电池额定电压U_i,rated、子系统电池充放电转换效率ηi；可变参数具体为：子系统电池t时刻(t时刻为当前时刻)荷电状态、子系统电池t时刻健康状态；所述调度任务包括储能系统t时刻到t+1时刻(t+1时刻为下个时刻)调度功率P(P＞0为储能系统放电，P＜0为储能系统充电)、调度时长T。

S2.判断调度功率指令；

1)P＞0时，储能系统以功率大小为P进行放电，进入步骤S3；

2)P＜0时，储能系统以功率大小为|P|进行充电，进入步骤S3；

3)P＝0时，储能系统输出为零，各个子系统功率输出为零，进入步骤S5。

S3.以多个子系统电池荷电状态均衡为目标建立电池储能系统充放电功率分配优化模型；

优化模型包括目标函数和约束条件；

1、所述目标函数为子系统调度功率，优化目标为子系统间荷电状态差异和储能系统出力功率与调度功率差值最小；具体表达式如下：

目标函数中ξ_i(t+1)为t+1时刻第i个子系统可用容量占整个储能系统可用容量的比例，具体为：

1)P＞0时，

2)P＜0时，

目标函数中ξ_avg(t+1)为t+1时刻子系统可用容量占整个储能系统可用容量比例平均值，表达式如下：

目标函数中P_Bi为子系统电池功率，表达式如下：

P_Bi＝γ_i×η_i×P_i

其中，第i个子系统在t+1时刻的荷电状态表达式如下：