[发明专利]一种风光接入背景下用户侧电池储能成本效益分析方法

权利要求书

1.一种风光接入背景下用户侧电池储能成本效益分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、建立包括电池损耗成本、电池运行约束条件的用户侧电池储能系统模型；

步骤2、基于用户侧电池储能系统模型，建立用户侧电池储能系统运行优化模型，包括：设定所述用户年综合用电成本最小为优化目标，考虑系统运行约束条件；

步骤3、基于用户侧电池储能系统模型、用户侧电池储能系统运行优化模型得到风光接入背景下用户侧电池储能成本效益优化结果；

步骤1中的电池损耗成本计算公式为：

公式(1)中，L_B为电池的损耗成本；V_B为电池的总投资成本；n_B为电池总循环寿命；i为优化时段索引；n为研究周期内总的优化时段数；u_ch,i、u_dis,i分别为表示电池充电、放电状态切换的二进制变量，u_ch,i取“1”表示电池在时段i由放电状态切换至充电状态，u_dis,i取“1”表示电池在时段i由充电状态切换至放电状态；式中的求和部分表示电池在研究周期内经历的充放电循环次数；

步骤1中的电池运行约束条件包括充放电逻辑状态约束、充、放电功率约束、电池荷电状态约束；所述充放电逻辑状态约束包括公式(2)与公式(3)：

u_ch,i+u_dis,i≤1 (2)

公式(2)中，u_ch,i、u_dis,i分别为表示电池充电、放电状态切换的二进制变量，u_ch,i取“1”表示电池在时段i由放电状态切换至充电状态，u_dis,i取“1”表示电池在时段i由充电状态切换至放电状态；

(O_i-O_i-1)-u_ch,i+u_dis,i＝0 (3)

公式(3)中，O_i为表征电池充放电逻辑状态的二进制变量，若电池在优化时段i处于充电状态时取值为“1”，待充电状态时取值为“0”；

所述充、放电功率约束包括公式(4)与公式(5)：

0≤P_ch,i≤O_iP_ch,max (4)

0≤P_dis,i≤(1-O_i)P_dis,max (5)

公式(4)与公式(5)中，P_ch,i、P_dis,i分别为电池在时段i的充电功率、放电功率；P_ch,max、P_dis,max分别为电池充电功率、放电功率的最大值；

所述电池荷电状态约束包括公式(6)与公式(7)：

V_SOC,min≤V_SOC,i≤V_SOC,max (6)

公式(6)中，V_SOC,i为电池在时段i的荷电状态；V_SOC,min、V_SOC,max为根据电池全生命周期流量最大化原则确定的电池荷电状态的上、下限；

公式(7)中，C_B为电池容量；η_ch、η_dis为电池的充、放电效率；T为优化时段长度；

步骤2中的用户年综合用电成本计算公式为：

公式(8)中，C_y为用户年综合用电成本；m为月度索引， m＝1,2,3,···,12；d为调度日索引；D_m为第m月的天数；ρ_i为时段i的购电电价；P_ur,i为电能用户在时段i的购电功率；L_Bm,d为第m月中调度日d对应的电池损耗成本；P_n,m为第m月的基本电费；

步骤2中的系统运行约束条件包括电能用户的功率平衡约束、购电功率约束、风光发电功率约束；所述电能用户的功率平衡约束包括公式(9)与公式(10)：

P_L,i-P_ur,i-P_W,i-P_PV,i-P_i＝0 (9)

公式(9)中，P_L,i为时段i的负荷需求；P_W,i为安装在用户配电网内分布式风电机组在时段i的发电输出功率；P_PV,i为安装在用户配电网内分布式光伏机组在时段i的发电输出功率；P_i为电池充放电功率；

P_i＝(1-O_i)P_dis,i-O_iP_ch,i (10)

公式(10)中，P_i为电池充放电功率；O_i为表征电池充放电逻辑状态的二进制变量，若电池在优化时段i处于充电状态时取值为“1”，待充电状态时取值为“0”；

所述购电功率约束包括公式(11)：

P_ur,i≥0 (11)

公式(11)中，P_ur,i为电能用户在时段i的购电功率；

所述风光发电功率约束包括公式(12)与公式(13)：

公式(12)中，P_W,i为分布式风电机组在时段i的发电输出功率；为分布式风电机组在时段i的最大发电输出功率；

公式(13)中，P_PV,i为分布式光伏机组在时段i的发电输出功率；为分布式光伏机组在时段i的最大发电输出功率。