[发明专利]利用退役电池的综合能源电/热混合储能控制方法及装置

说明书

本发明公开了一种利用退役电池的综合能源电/热混合储能控制方法及装置，方法包括：考虑退役电池容量的连续退化，建立退役电池累积寿命损耗计算模型；建立含电/热混合储能的综合能源系统模型；在退役电池累积寿命损耗计算模型基础上，考虑退役电池累积寿命损耗和退役电池更换问题，利用退役电池的综合能源电/热混合储能的双层容量控制；对双层模型进行求解，得到相应的电/热混合储能配置容量控制。装置包括：处理器和存储器。本发明对退役电池的累积寿命损耗与退役电池更换进行量化，平衡退役电池投资的成本和收益，并利用电/热混合储能实现热储能与退役电池的协同控制与运行，缓解退役电池衰减，延长退役电池的使用寿命，提升综合能源系统储能的经济性。

技术领域

本发明涉及综合能源系统多能源协同控制、运行优化技术领域，尤其涉及一种利用退役电池的综合能源电/热混合储能控制方法及装置。

背景技术

综合能源系统是加快能源转型、减少碳排放的重要途径。储能作为综合能源系统的重要组成部分，在促进可再生能源利用方面发挥着关键作用。其中电池储能作为一种高效、便捷的储能形式受到了广泛的关注。然而，目前电池储能高昂的投资成本阻碍了电池储能在综合能源系统的商业化利用，限制了综合能源系统相关成本的降低。对电动汽车退役电池的二次利用有利于解决这一困境。大多数电动汽车由锂离子电池提供动力，当电动汽车电池的剩余容量为初始容量的80％时，则认为电动汽车电池需要进行更换。电动汽车行业的快速发展产生了大量的退役电池。一方面，由于目前的退役电池回收网络不健全、材料降解技术不成熟，政府和电池制造商在退役电池回收处理方面面临着巨大压力。另一方面，尽管退役电池无法继续承担电动汽车动力牵引的任务，但在综合能源系统中仍然具有利用价值。由于退役电池购买成本低，在综合能源系统中二次利用退役电池作为电池储能系统，可以实现电池梯级利用，同时为综合能源系统带来收益，有助于打破电池储能的高成本限制。

利用退役电池的综合能源系统的储能容量控制是推动退役电池在综合能源系统中二次利用的关键。一方面，退役电池性能差，寿命短，在运行过程中退役电池容量将持续下降，增加了电池寿命损耗成本。

因而需要对退役电池累积寿命损耗成本和容量退化带来的退役电池更换问题进行量化，才能合理评估退役电池的投资效益。另一方面，与新电池相比，频繁的充放电会加速退役电池的容量衰减。

发明内容

本发明提供了一种利用退役电池的综合能源电/热混合储能控制方法及装置，本发明基于退役电池的二次利用，考虑退役电池容量连续退化特性，对退役电池的累积寿命损耗与退役电池更换进行量化，平衡退役电池投资的成本和收益，并利用电/热混合储能实现热储能与退役电池的协同控制与运行，帮助缓解退役电池衰减，延长退役电池的使用寿命，提升综合能源系统储能的经济性，详见下文描述：

第一方面，一种利用退役电池的综合能源电/热混合储能控制方法，所述方法包括：

考虑退役电池容量的连续退化，建立退役电池累积寿命损耗计算模型；建立含电/热混合储能的综合能源系统模型；

在退役电池累积寿命损耗计算模型基础上，考虑退役电池累积寿命损耗和退役电池更换问题，利用退役电池的综合能源电/热混合储能的双层容量控制；对双层模型进行求解，得到相应的电/热混合储能配置容量控制，步骤如下：输入负荷数据、光伏数据、设备参数等初始化数据；利用智能算法求解生成退役电池和蓄水罐的安装容量；以退役电池和蓄水罐的安装容量为边界条件，得到系统运行方案；传递运行成本计算结果修正综合能源系统净现值结果；判断净现值结果是否达到最优，否则重新计算安装容量，输出净现值最优结果和相应的退役电池、蓄水罐的容量控制方案。

进一步地，所述双层模型中的上层模型为容量控制优化模型，以最大化周期内的综合能源系统的净现值为目标，优化包括：退役电池和蓄水罐在内的电/热混合储能的容量和退役电池更换点，并将优化结果传递给下层模型；

下层模型作为运行优化模型，考虑退役电池的容量变化，以综合能源系统年运行成本最小为目标，优化综合能源系统的运行方案。