[发明专利]一种考虑电池自消耗的储能优化配置方法

说明书

本发明公开了一种考虑电池自消耗的储能优化配置方法，属于发电、变电或配电的技术领域。该方法：以配置储能后微网运行的年收益为上层目标函数、以系统的污染物排放量为下层目标函数，建立储能配置的双层优化模型；上层优化模型中考虑储能电池的自身电能消耗，并将电池的循环次数和储能的容量、功率配置共同作为决策变量；对上层目标函数进行优化得到功率分配方案及储能配置方案，将上层配置方案传递给下层优化模型以优化系统购电功率，将系统购电功率返回上层模型计算系统的年收益进行迭代优化直至输出储能的最优配置结果。本发明通过考虑了电池自身电能消耗和循环使用次数约束的双层优化模型得到更加符合实际运行特征的储能容量配置方案。

技术领域

本发明公开了一种考虑电池自消耗的储能优化配置方法，涉及微电网储能容量配置调度优化技术，属于发电、变电或配电的技术领域。

背景技术

随着储能产业呈现爆发式增长的趋势，电化学储能已是电力储能系统中发展最迅速的技术路线，其中，储能和现有光伏系统的融合因为能有效改善电能质量、提升经济效益而得到了广泛应用，具有良好的市场前景。在光储系统中，储能的科学合理配置是用户侧储能应用规划的重要环节。储能容量配置过多将导致系统成本升高，不能充分发挥削峰填谷作用，回收期加长，而储能容量配置过少会降低用户配置储能的经济收益，所以合理规划配置储能装置容量对光储系统的经济性和运行效果至关重要。

针对光储系统的储能配置问题，现有的方法主要从电能质量、配置成本的角度设计储能配置的目标函数，一般以电池的可用容量在整个寿命周期内保持不变为前提。然而，在实际系统运行中，随着储能电池的循环使用，电池因老化、内阻变大、性能衰退等问题会出现一定程度的容量损失。另一方面，减少气体污染物排放是微网节能减排发电调度的一个重要目标。

本发明旨在建立考虑了电池自消耗特性的双层优化模型得到系统运行经济收益和污染物排放达到综合最佳状态的储能配置方案。

发明内容

本发明的发明目的是针对上述背景技术的不足，提供了一种考虑电池自消耗的储能优化配置方法，通过建立考虑了电池自身消耗及循环使用次数的双层优化模型实现微网功率分配的得到储能容量和功率的最佳配置，解决了现有储能优化配置方案因忽略储能容量自消耗而过于理想化的技术问题。

本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：

一种考虑电池自消耗的储能优化配置方法，包括如下步骤：

(1)对含光伏的微网历史运行数据进行分析进而估计出光伏的典型日出力曲线和典型日负荷曲线

(2)储能配置的上层目标函数计算

系统的经济效益是用户的重点关注对象，上层优化模型将微网运行的年经济收益作为目标函数。由光伏和储能发电所节省的电费减去电网给储能的充电费用以及储能系统的投资成本得到年经济收益。其中，在上层优化模型中，将储能电池的最佳循环次数设为优化参数之一，该参数影响储能系统投资的资产折旧系数和电池本身的能量损耗大小。同时，在储能电池充放电的约束条件中引入电池的自身电量消耗。

光储系统的年收益最大化的目标函数为：

考虑了电池自身能量消耗的电池电量约束为：

S(t-1)+η·P_charge(t)-P_discharge(t)/η≤S_max-S_loss，∑P_discharge(t)/η≤16m·S_max，

其中，G是系统运行的年获利部分，是电池的资产折旧系数，满足循环次数约束的电池最佳循环次数n影响电池资产折旧系数，在电池电量约束下确定的电池充放电量影响微网的功率分配进而影响系统运行性的年获利部分。

(3)储能配置的下层目标函数计算